你知道二氧化硅的理化性質(zhì)嗎?
物理性質(zhì)
1、二氧化硅又稱硅石,化學(xué)式SiO?。自然界中存在有結(jié)晶二氧化硅和無定形二氧化硅兩種。沙的主要成分即二氧化硅結(jié)晶二氧化硅因晶體結(jié)構(gòu)不同,分為石英、鱗石英和方石英三種。純石英為無色晶體,大而透明棱柱狀的石英叫水晶。若含有微量雜質(zhì)的水晶帶有不同顏色,有紫水晶、茶晶等。普通的砂是細(xì)小的石英晶體,有黃砂(較多的鐵雜質(zhì))和白砂(雜質(zhì)少、較純凈)。二氧化硅晶體中,硅原子的4個(gè)價(jià)電子與4個(gè)氧原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,硅原子位于正四面體的中心,4個(gè)氧原子位于正四面體的4個(gè)頂角上,SiO?是表示組成的最簡式,僅是表示二氧化硅晶體中硅和氧的原子個(gè)數(shù)之比。二氧化硅是原子晶體。
2、自然界存在的硅藻土是無定形二氧化硅,是低等水生植物硅藻的遺體,為白色固體或粉末狀,多孔、質(zhì)輕、松軟的固體,吸附性強(qiáng)。不溶于水。
化學(xué)性質(zhì)
1、化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。不跟水反應(yīng)。是酸性氧化物,不跟一般酸反應(yīng)。氣態(tài)氟化氫跟二氧化硅反應(yīng)生成氣態(tài)四氟化硅。跟熱的濃強(qiáng)堿溶液或熔化的堿反應(yīng)生成硅酸鹽和水。跟多種金屬氧化物在高溫下反應(yīng)生成硅酸鹽。用于制造石英玻璃、光學(xué)儀器、化學(xué)器皿、普通玻璃、耐火材料、光導(dǎo)纖維,陶瓷等。二氧化硅的性質(zhì)不活潑,它不與除氟、氟化氫以外的鹵素、鹵化氫以及硫酸、硝酸、高氯酸作用(熱濃磷酸除外)。常見的濃磷酸(或者說焦磷酸)在高溫下即可腐蝕二氧化硅,生成雜多酸,高溫下熔融硼酸鹽或者硼酐亦可腐蝕二氧化硅,鑒于此性質(zhì),硼酸鹽可以用于陶瓷燒制中的助熔劑,除此之外氟化氫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二氧化硅一般情況下不與水反應(yīng),即與水接觸不生成硅酸,但人為規(guī)定二氧化硅為硅酸的酸酐。在大多數(shù)微電子工藝感興趣的溫度范圍內(nèi),二氧化硅的結(jié)晶率低到可以被忽略。
2、二氧化硅結(jié)構(gòu):盡管熔融石英不是長范圍有序,但它卻表現(xiàn)出短的有序結(jié)構(gòu),它的結(jié)構(gòu)可認(rèn)為是4個(gè)氧原子位于四面體的頂點(diǎn)上。多面體中心是一個(gè)硅原子。這樣,每4個(gè)氧原子近似共價(jià)鍵合到硅原子,滿足了硅的化合價(jià)外殼。如果每個(gè)氧原子是兩個(gè)多面體的一部分,則氧的化合價(jià)也被滿足,結(jié)果就成了稱為石英的規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。在熔融石英中,某些氧原子,成為氧橋位,與兩個(gè)硅原子鍵合。某些氧原子沒有氧橋,只和一個(gè)硅原子鍵合。可以認(rèn)為熱生長二氧化硅主要是由任意方向的多面體網(wǎng)絡(luò)組成的。與無氧橋位相比,有氧橋的部分越大,氧化層的粘合力就越大,而且受損傷的傾向也越小。干氧氧化層的有氧橋與無氧橋的比率遠(yuǎn)大于濕氧氧化層。
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