二氧化矽

　　化學式SiO₂。自然界存在的二氧化矽叫做矽石，約占地殼總重量的12％。矽石常以石英、鱗石英和方石英三種變體出現。除晶體外，還有無定形（或微晶體）二氧化矽礦石，如蛋白石和矽藻土，它們都是含不定量結晶水的二氧化矽SiO₂·nH₂O。某些石英礦有特殊的名稱，如大而透明的石英晶體叫水晶，含微量雜質而呈紫色的叫紫水晶，淺黃、金黃和褐色的的叫煙水晶，黑色幾乎不透明的叫墨晶。微晶體石英與其他物質混合的礦石有瑪瑙和碧玉等。常見的砂子是含雜質的石英。

　　物理性質　石英、鱗石英和方石英在高溫和低溫下有兩種變體，它們的關系如下：

在所有變體的結構中，每個矽原子都同周圍4個氧原子結合成SiO₄四面體，而每個氧原子都被兩個四面體所共用。由於這些四面體在空間的排佈不同，使這些變體具有不同的無限三維結構，如石英具有一種螺旋狀排佈，所以有旋光異構體（見旋光異構）存在。

　　矽石的物理性質見表。晶態二氧化矽的硬度都很高，如石英的莫氏硬度為7；無定形二氧化矽硬度較低，其中較硬的蛋白石為5.5～6.5。

矽石三種變體的物理性質

　　化學性質　二氧化矽的化學性質不活潑。在高溫下氫不能還原二氧化矽。除單質氟、氟化氫和氫氟酸以外，二氧化矽與其他鹵素、鹵化氫和氫鹵酸都不起作用。二氧化矽與硫酸、硝酸和高氯酸也不起作用。

　　在高溫下，二氧化矽能被碳、鎂或鋁還原：

在微量水存在下，氟化氫與二氧化矽發生如下反應：

4HF+SiO₂─→SiF₄+2H₂O

二氧化矽溶於氫氟酸，生成易溶於水的氟矽酸：

SiO₂+6HF─→H₂SiF₆+2H₂O

二氧化矽能溶於熱的濃強堿溶液，也能溶於熔融的強堿或碳酸鈉：

　　應用　二氧化矽是制造水玻璃、耐火材料、普通玻璃、光學玻璃、導光纖維、石英玻璃儀器的原料，也是制造金剛砂 SiC及其他矽化合物的原料。具有壓電性的單晶石英可制做超聲波元件。矽藻土可做工業用吸附劑和保溫、隔音材料。水晶可制作鏡片或光學儀器，瑪瑙和碧玉可做裝飾寶石。