物理性質 二氧化矽又稱矽石,化學式SiO₂。自然界中存在有結晶二氧化矽和無定形二氧化矽兩種。結晶二氧化矽因晶體結構不同,分為石英、鱗石英和方石英三種。純石英為無色晶體,大而透明稜柱狀的石英叫水晶。若含有微量雜質的水晶帶有不同顏色,有紫水晶、茶晶等。普通的砂是細小的石英晶體,有黃砂(較多的鐵雜質)和白砂(雜質少、較純淨)。二氧化矽晶體中,矽原子的4個價電子與4個氧原子形成4個共價鍵,矽原子位於正四面體的中心,4個氧原子位於正四面體的4個頂角上,SiO₂是表示組成的最簡式,僅是表示二氧化矽晶體中矽和氧的原子個數之比。二氧化矽是原子晶體。 自然界存在的矽藻土是無定形二氧化矽,是低等水生植物矽藻的遺體,為白色固體或粉末狀,多孔、質輕、鬆軟的固體,吸附性強。 不溶於水。 化學性質 化學性質比較穩定。不跟水反應。是酸性氧化物,不跟一般酸反應。氣態氟化氫跟二氧化矽反應生成氣態四氟化矽。跟熱的濃強鹼溶液或熔化的鹼反應生成矽酸鹽和水。跟多種金屬氧化物在高溫下反應生成矽酸鹽。用於製造石英玻璃、光學儀器、化學器皿、普通玻璃、耐火材料、光導纖維,陶瓷等。二氧化矽的性質不活潑,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矽,生成雜多酸[3] ,高溫下熔融硼酸鹽或者硼酐亦可腐蝕二氧化矽,鑑於此性質,硼酸鹽可以用於陶瓷燒製中的助熔劑,除此之外氟化氫也可以可使二氧化矽溶解的酸,生成易溶於水的氟矽酸: 6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O 二氧化矽一般情況下不與水反應,即與水接觸不生成矽酸,但人為規定二氧化矽為矽酸的酸酐。 在大多數微電子工藝感興趣的溫度範圍內,二氧化矽的結晶率低到可以被忽略。 儘管熔融石英不是長範圍有序,但它卻表現出短的有序結構,它的結構可認為是4個氧原子位於四面體的頂點上。多面體中心是一個矽原子。 這樣,每4個氧原子近似共價鍵合到矽原子,滿足了矽的化合價外殼。如果每個氧原子是兩個多面體的一部分,則氧的化合價也被滿足,結果就成了稱為石英的規則的晶體結構。 在熔融石英中,某些氧原子,成為氧橋位,與兩個矽原子鍵合。某些氧原子沒有氧橋,只和一個矽原子鍵合。 可以認為熱生長二氧化矽主要是由任意方向的多面體網路組成的。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。幹氧氧化層的有氧橋與無氧橋的比率遠大於溼氧氧化層。
物理性質 二氧化矽又稱矽石,化學式SiO₂。自然界中存在有結晶二氧化矽和無定形二氧化矽兩種。結晶二氧化矽因晶體結構不同,分為石英、鱗石英和方石英三種。純石英為無色晶體,大而透明稜柱狀的石英叫水晶。若含有微量雜質的水晶帶有不同顏色,有紫水晶、茶晶等。普通的砂是細小的石英晶體,有黃砂(較多的鐵雜質)和白砂(雜質少、較純淨)。二氧化矽晶體中,矽原子的4個價電子與4個氧原子形成4個共價鍵,矽原子位於正四面體的中心,4個氧原子位於正四面體的4個頂角上,SiO₂是表示組成的最簡式,僅是表示二氧化矽晶體中矽和氧的原子個數之比。二氧化矽是原子晶體。 自然界存在的矽藻土是無定形二氧化矽,是低等水生植物矽藻的遺體,為白色固體或粉末狀,多孔、質輕、鬆軟的固體,吸附性強。 不溶於水。 化學性質 化學性質比較穩定。不跟水反應。是酸性氧化物,不跟一般酸反應。氣態氟化氫跟二氧化矽反應生成氣態四氟化矽。跟熱的濃強鹼溶液或熔化的鹼反應生成矽酸鹽和水。跟多種金屬氧化物在高溫下反應生成矽酸鹽。用於製造石英玻璃、光學儀器、化學器皿、普通玻璃、耐火材料、光導纖維,陶瓷等。二氧化矽的性質不活潑,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矽,生成雜多酸[3] ,高溫下熔融硼酸鹽或者硼酐亦可腐蝕二氧化矽,鑑於此性質,硼酸鹽可以用於陶瓷燒製中的助熔劑,除此之外氟化氫也可以可使二氧化矽溶解的酸,生成易溶於水的氟矽酸: 6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O 二氧化矽一般情況下不與水反應,即與水接觸不生成矽酸,但人為規定二氧化矽為矽酸的酸酐。 在大多數微電子工藝感興趣的溫度範圍內,二氧化矽的結晶率低到可以被忽略。 儘管熔融石英不是長範圍有序,但它卻表現出短的有序結構,它的結構可認為是4個氧原子位於四面體的頂點上。多面體中心是一個矽原子。 這樣,每4個氧原子近似共價鍵合到矽原子,滿足了矽的化合價外殼。如果每個氧原子是兩個多面體的一部分,則氧的化合價也被滿足,結果就成了稱為石英的規則的晶體結構。 在熔融石英中,某些氧原子,成為氧橋位,與兩個矽原子鍵合。某些氧原子沒有氧橋,只和一個矽原子鍵合。 可以認為熱生長二氧化矽主要是由任意方向的多面體網路組成的。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。幹氧氧化層的有氧橋與無氧橋的比率遠大於溼氧氧化層。