二氧化硅物理及化学性质.ppt

SiO2 又称硅石在自然界分布很广，如石英、石英砂等白色或无色，含铁量较高的是淡黄色密度 2.2～2.66.熔点 1670℃（鳞石英）； 1710℃（方石英）沸点 2230℃，相对介电常数为 3.9不溶于水微溶于酸，呈颗粒状态时能和熔融碱类起作用用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅0c60f2e 二氧化硅 铁、型砂、单质硅等物理性质二氧化硅又称硅石，化学式 SiO2自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种沙状二氧化硅0c60f2e 二氧化硅 结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞石英和方石英三种纯石英为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有紫水晶、茶晶、墨晶等普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)二氧化硅晶体中，硅原子的 40c60f2e 二氧化硅 个价电子与 4 个氧原子形成 4 个共价键，硅原子位于正四面体的中心，4 个氧原子位于正四面体的 4个顶角上，整个晶体是一个巨型分子，SiO2 是表示组成的最简式不表示单个二氧化硅分子，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比SiO2 中 Si—O 键的键能很高，熔点、沸点较0c60f2e 二氧化硅 高（熔点 1723℃，沸点 2230℃）。

自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅，是低等水生植物硅藻的遗体，为白色固体或粉末状，多孔、质轻、松软的固体，吸附性强化学性质0c60f2e 二氧化硅 化学性质很稳定不溶于水也不跟水反应是酸性氧化物，不跟一般酸反应气态氟化氢或氢氟酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅跟热的强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐用于制造石英玻璃、光学仪器、化学器皿、普通玻璃、耐火材料、0c60f2e 二氧化硅 光导纤维，陶瓷等二氧化硅的性质不活泼，它不与除氟、氟化氢和氢氟酸以外的卤素、卤化氢和氢卤酸以及硫酸、硝酸、高氯酸作用氟化氢(氢氟酸)是唯一可使二氧化硅溶解的酸，生成易溶于水的氟硅酸：测其二氧化硅的比表面积SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O0c60f2e 二氧化硅 酸氧通性：二氧化硅与碱性氧化物SiO2＋CaO=（高温）CaSiO3二氧化硅能溶于浓热的强碱溶液：0c60f2e 二氧化硅 SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O（盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞的原因）在高温下，二氧化硅能被碳、镁、铝还原：SiO2＋2C＝（高温）Si＋2CO↑0c60f2e 二氧化硅 结构在大多数微电子工艺感兴趣的温度范围内，二氧化硅的结晶率低到可以被忽略。

二氧化硅材料尽管熔融石英不是长范围有序，但她却表现出0c60f2e 二氧化硅 短的有序结构，它的结构可认为是 4 个氧原子位于四面体的顶点上多面体中心是一个硅原子这样，每 4 个氧原子近似共价键合到硅原子，满足了硅的化合价外壳如果每个氧原子是两个多面体的一部分，则氧的化合价也被满足，结果就成了称为石英的规则的晶体结构在熔融石英中，某些氧原子，0c60f2e 二氧化硅 成为氧桥位，与两个硅原子键合某些氧原子没有氧桥，只和一个硅原子键合可以认为热生长二氧化硅主要是由人以方向的多面体网络组成的与无氧桥位相比，有氧桥的部分越大，氧化层的粘合力就越大，而且受损伤的倾向也越小干氧氧化层的有氧桥与无氧桥的比率远大于湿氧氧化层因此，0c60f2e 二氧化硅 可以认为，SiO2 与其说是原子晶体，却更近似于离子晶体氧原子与硅原子之间的价键向离子键过渡。