Диоксид кремния

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Кварц

Стекло

Диокси́д кре́мния (кремнезём, Si O₂) — бесцветные кристаллы, t_пл 1713 - 1728°С, обладают высокой твёрдостью и прочностью.

Содержание

1 Свойства
2 Полиморфизм
3 Применение
4 Пористые кремнезёмы

[править] Свойства

Относится к группе кислых оксидов.
При нагревании взаимодействует с основными оксидами и щелочами.
Растворяется в плавиковой кислоте.
SiO₂ относится к группе стеклообразующих оксидов, т.е. склонен к образованию переохлажденного расплава - стекла.
Один из лучших диэлектриков (электрический ток не проводит).

[править] Полиморфизм

Диоксид кремния имеет несколько полиморфных модификаций.

Самая распространенная из них на поверхности земли - α-кварц - кристаллизуется в тригональной сингонии

При нормальных условиях диоксид кремния чаще всего находится в полиморфной модификации α-кварца, которая при температуре выше 573 °С обратимо переходит в β-кварц. При дальнейшем повышении температуры кварц переходит в тридимит и кристобалит. Эти полиморфные модификации устойчивы при высоких температурах и низких давлениях. При высоких температуре и давлении диоксид кремния сначала превращается в коэсит, а затем в стишовит (который впервые был обнаружен на месте эпицентра ядерного взрыва). Согласно некоторым исследованиям стишовит слагает значительную часть мантии, так что вопрос о том какая разновидность SiO₂ наиболее распространена на Земле, пока не имеет однозначного ответа.

Также имеет аморфную модификацию - кварцевое стекло.

[править] Применение

Диоксид кремния применяют в производстве стекла, керамики, абразивов, бетонных изделий, для получения кремния, как наполнитель в производстве резин, при производстве кремнеземистых огнеупоров, в хроматографии и др. Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами и поэтому используются в радиотехнике и ультразвуковых установках.

Диоксид кремния - главный компонент почти всех земных горных пород.

Искусственно полученные плёнки диоксида кремния используются в качестве изолятора при производстве микросхем и других электронных компонентов.

В пищевой промышленности используется в качестве эмульгатора (пищевая добавка E551).

[править] Пористые кремнезёмы

Пористые кремнезёмы получают различными методами.

Силохром получают путём агрегирования аэросила, который, в свою очередь, получают сжиганием силана (Si H₄). Силохром характеризуется высокой чистотой, низкой механической прочностью. Характерный размер удельной поверхности 60–120 м²/г. Применяется в качестве сорбента в хроматографии, наполнителя резин, катализе.

Силикагель получают путём высушивания геля кремневой кислоты. В сравнении с силохромом обладает меньшей чистотой, однако может обладать чрезвычайно развитой поверхностью: до 320 м²/г.

Кремниевый аэрогель приблизительно на 99,8% состоит из воздуха может иметь плотность до 1,9 кг/м³ (всего в 3 раза больше плотности воздуха).