二氧化硅的结构式是什么?

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SiO₂

二氧化硅是以硅氧四面体为基本结构形成的立体网状结构,在晶体结构中,硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键,Si原子处在正四面体中心,O原子位于四面体顶点。



二氧化硅有晶态和无定形两种形态。自然界中存在的二氧化硅如石英、石英砂等统称硅石。纯石英为无色晶体,大而透明的棱柱状石英晶体叫做水晶,含微量杂质而呈紫色的叫紫水晶,浅黄、金黄和褐色的称烟水晶。玉髓、玛瑙和碧玉都是含有杂质的有色石英晶体。沙子是混有杂质的石英细粒。


二氧化硅的结构分析

一个硅原子与四个氧原子成键的四面体排列。大多数氧原子会与两个硅原子结合,这样两个四面体就会在一个角上连在一起。(桥接原子)取向可以是随机的,导致非晶态结构。有些氧原子只与一个硅原子(非桥接原子)成键。桥接与非桥接的相对数量决定了氧化物的“质量”。

除了无定形外,SiO2还有许多不同的晶体形式(晶型)。除了辉钛矿和纤维状硅外,所有的晶体形式都涉及四面体SiO4单元,它们由共享的顶点以不同的排列方式连接在一起。不同晶体形式的硅氧键长度不同,例如在α-石英中键长为161 pm,而在α-三钇矿中键长在154-171 pm。Si-O-Si角在α-三辉石中为140°,在β-三辉石中为180°。在α-石英中,Si-O-Si角为144°。

纤维状二氧化硅具有类似于SiS2的结构,具有共享边缘的硅四面体链。相比之下,高压力的锑钛矿具有类似规则石的结构,其中硅是六坐标的。钾辉石的密度为4.287 g/cm3,相对于低压型的α-石英密度为2.648 g/cm3。


认识了解二氧化硅

一种酸性氧化物,常温下为固体,化学式为SiO₂。

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。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,SiO₂是表示组成的最简式,仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。二氧化硅是原子晶体。

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。不溶于水。

化学性质

化学性质比较稳定。不跟水反应。是酸性氧化物,不跟一般酸反应。气态氟化氢跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的浓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、光导纤维,陶瓷等。二氧化硅的性质不活泼,它不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸、硝酸、高氯酸作用(热浓磷酸除外)。

常见的浓磷酸(或者说焦磷酸)在高温下即可腐蚀二氧化硅,生成杂多酸[3]  ,高温下熔融硼酸盐或者硼酐亦可腐蚀二氧化硅,鉴于此性质,硼酸盐可以用于陶瓷烧制中的助熔剂,除此之外氟化氢也可以可使二氧化硅溶解的酸,生成易溶于水的氟硅酸: 6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O



二氧化硅的结构式如下:

二氧化硅化学式为SiO₂,硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅,短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅。二氧化硅晶体中,硅原子位于正四面体的中心,四个氧原子位于正四面体的四个顶角上;

许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连,每个氧原子为两个四面体共有,即每个氧原子与两个硅原子相结合。二氧化硅的最简式是SiO2,但SiO2不代表一个简单分子(仅表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比)。

化学性质

化学性质比较稳定。不跟水反应。是酸性氧化物,不跟一般酸反应。氢氟酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的浓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。二氧化硅的性质不活泼,它不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸、硝酸、高氯酸作用(热浓磷酸除外)。

常见的浓磷酸(或者说焦磷酸)在高温下即可腐蚀二氧化硅,生成杂多酸,高温下熔融硼酸盐或者硼酐亦可腐蚀二氧化硅,鉴于此性质,硼酸盐可以用于陶瓷烧制中的助熔剂,除此之外氟化氢也可以可使二氧化硅溶解的酸,生成易溶于水的氟硅酸。



二氧化硅(化学式 SiO2)是一种无机化合物,常见的结构式有以下几种:

1. 石英结构:石英是二氧化硅最常见的晶体形式,具有立方晶系。其结构由硅原子和氧原子组成,硅原子与每个氧原子形成四面体结构。石英是一种典型的三维结构,其中硅原子和氧原子通过共价键连接。

2. 水合硅酸胶(硅胶)结构:硅胶是一种多孔材料,其结构类似于石英,但其中还包含一些水分子。水合硅酸胶的结构中硅原子与氧原子形成的网状结构,水分子嵌入其中。

3. 无定形结构:除了晶体形式的石英和水合硅酸胶,二氧化硅还可以以无定形的形式存在。无定形二氧化硅没有明确的结晶结构,其原子排列没有长程有序性。

需要注意的是,二氧化硅的结构式可以有多种表示方法,上述提到的是其中几种常见的结构式。

二氧化硅的结构式是SiO2。它是由硅原子和氧原子组成的化合物。在二氧化硅中,一个硅原子与两个氧原子形成共价键。硅原子的价电子层中有四个电子,而氧原子的价电子层中有六个电子。因此,每个氧原子与硅原子共享两对电子,形成硅-氧键。整个结构中,硅原子位于中心,周围分别连接着两个氧原子。这种结构形成了坚硬、无色的固体,是许多矿石和岩石中常见的成分之一。

二氧化硅(化学式:SiO2)是由硅原子和氧原子组成的化合物。它是地壳中最常见的化合物之一,也是许多岩石和矿物的主要成分。
二氧化硅存在于多种晶体形式,最常见的晶体形式是石英(quartz)。石英的化学式为SiO2,它是一种高度结晶的硅酸盐矿物。石英晶体的结构由硅(Si)和氧(O)原子组成,硅原子与四个氧原子平面形成四面体结构,构成了SiO4的基本单元。这些基本单元通过共享氧原子形成稳定的晶体结构。
除了石英,二氧化硅还有其他晶体形式,如电气石(cristobalite)、石英砂(sand)和纳米二氧化硅等。这些晶体形式具有不同的晶体结构,但它们的化学式都是SiO2。
总结一下,二氧化硅的结构式是SiO2,它是由硅原子和氧原子组成的化合物。最常见的晶体形式是石英,它的结构由SiO4的基本单元构成,通过共享氧原子形成稳定的晶体结构


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