二氧化硅，是一种无机化合物，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，但它并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）。纯净的天然二氧化硅晶体，是一种坚硬、脆性、不溶的无色透明的固体，常用于制造光学仪器等。

中文名：二氧化硅

外文名：Silicon dioxide

化学式：SiO2

分子量：60.084

CAS登录号：14808-60-7

熔点：1723 ℃

沸点：2230 ℃

水溶性：不溶

密度：2.2 g/cm³

外观：坚硬、脆性、不溶的无色透明的固体

安全性描述：S24/25

危险性符号：R37

危险性描述：Xn

毒性和危险性：无毒，但长期吸入易得硅肺病

管制类型：不管制

折射率：1.6

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。蛋白石、硅藻土则是无定形二氧化硅。

二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等，在古代，二氧化硅也用来制作瓷器的釉面和胎体。

一般的石头主要由二氧化硅、碳酸钙等成分构成。

晶态二氧化硅的熔点1723℃，沸点2230℃，不溶于水。除氟气和氢氟酸外，二氧化硅跟卤素、卤化氢和无机酸均不反应，但能溶于热的浓碱、熔融的强碱或碳酸钠中。

此外，高温时二氧化硅能被焦炭、镁等还原。常温时强碱溶液与SiO2会缓慢反应生成硅酸盐，故贮存强碱溶液的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞（玻璃中含SiO2），否则会生成有黏性的硅酸钠Na2SiO3，使瓶塞和瓶口黏结在一起。由于SiO2能与氢氟酸反应，因此不能用玻璃容器盛放氢氟酸。

物理性质

化学性质

二氧化硅化学性质比较稳定。不跟水反应。具有较高的耐火、耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性。

二氧化硅是酸性氧化物，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使二氧化硅溶解，生成易溶于水的氟硅酸。

反应方程式

①SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

②6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O

③SiO2+2NaOH（浓）=Na2SiO3+H2O

④SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑ （高温）

⑤SiO2+CaO=CaSiO3

⑥SiO2+2C=2CO↑+Si

二氧化硅结构

每个硅原子与四个氧原子相连，每个氧原子与两个硅原子相连。晶体中最小环由12个原子（6个硅原子和6个氧原子）构成，每个硅被12个环所共用，晶体中硅氧原子个数比为1:2。

陆源矿物

陆源矿物即碎屑石英颗粒。有些碎屑石英颗粒含有包裹体，其包裏体可以分为气液包裏体和矿物包裹体两类。矿物包裹体又可根据矿物的晶形分为粒状、针状和片状矿物等。包裹体的类型与石英的来源有关。

一般地说，气液包裹体多者（乳状石英）几乎都是来自石英脉；片岩及其他高级变质岩中的石英少见气液包裹体；火山岩中的石英常清澈如水，很少含包裹体；而具金红石针状包裹体者多来自花岗岩。但是，由于包裹体在母岩中的产状比较复杂，颗粒非常细小，鉴定又难，故其应用颇受限制。

根据石英的消光特征，可以将它分为无波状消光石英和波状消光石英两类。波状消光是一种应变晶体的简单的光性表现，大多数岩石无论在结晶过程中或是在晶体形成之后，都会遭受某种变形。

据统计，在深成侵入岩和变质岩中，无波状消光的石英是很少的，一般不到10%；反之，在火山岩中，则很少见到波状消光的石英，一般也不到10%。

随着时代的变老，波状消光石英的含量也相应增加，因此石英的消光特征并不是母岩类型的可靠标志，甚至有人认为，用波状消光来确定母岩性质是无效的。

根据石英的内部结构，又可将它分为单晶石英和多晶石英（又称复晶石英）。单晶石英指的是由单个晶体所组成的颗粒，而多晶石英指的是两个或更多个晶体的集合体，包括来自火成岩、变质岩和沉积岩的颗粒。一般来说，多晶石英的颗粒都比较大，且多晶形式是比较不稳定的。

自生矿物

自生二氧化硅矿物有三种变体，即蛋白石、玉髓和石英。此类矿物既可以单独组成岩石，又可以呈胶结物产出。

Ⅰ.蛋白石

蛋白石是直接从水溶液析出SiO2，胶体脱水而成的，因而是非晶质的，含水量很高（可达10%）。在薄片中，蛋白石无色透明，具负高突起。由于色散效应，在蛋白石与树胶或石英接触处显黄色。无解理，正交镜下全消光。

蛋白石易与火山玻璃碎屑相混，但玻屑具特殊外形，其折光率不会低于1.490。蛋白石也容易和方沸石相混，但方沸石具有解理。

与萤石的区别是，萤石有晶形且具解理。蛋白石是准稳定矿物，容易重结晶向玉髓转变。因此，它仅存在于年轻地层中。

Ⅱ.玉髓

玉髓是隐晶质的SiO2矿物，是由蛋白石结晶而成的，故其是介于蛋白石和石英之间的过渡类型。在薄片中，玉髓无色透明，负低突起。正交镜下可见纤维状晶体，呈花瓣或扇状集合体，转动物台，玉髓纤维依次达到消光位，消光影呈波浪状移动，这种消光特点称扇状消光。有时玉髓为球状集合体，十字消光。Ⅰ级灰干涉色，主要为平行消光。

福克曾提出要特别注意碳酸盐岩中一种自生玉髓的类型，它可以用以判断沉积环境和成岩环境。福克将这类玉髓分为负延性玉髓（负玉髓）、正延性玉髓（正玉髓）、水玉髓和斑状玉髓。前者为淡水环境沉积或交代的产物，一般玉髓多属此类。后三种玉髓可能是在蒸发环境中SiO2直接沉淀的，或是SiO2交代蒸发矿物形成的。

Ⅲ.石英

自生石英多是由蛋白石经玉髓阶段重结晶而来，也有从溶液中直接缓慢沉淀而成的。自生石英的主要特征是外形没有任何磨蚀痕迹，彼此间常呈镶嵌状，有时呈自形晶体，有时外形与其所在空间相适应。

自生石英呈次生加大边产出，次生加大边光洁透亮，与所围绕的石英颗粒的成分、光性方位相同，但它们之间常有一圈铁或黏土的薄膜分隔。

非晶态二氧化硅

非晶态二氧化硅的制备包含五步，分别是制备二氧化硅质的凝胶、造粒工序、烧结工序、清洗工序、干燥工序。

晶态二氧化硅

将含有二氧化硅的原料（硅源）、水、结构导向剂、碱或酸按一定的比例混合均匀，投入耐压反应釜内密封，然后升温至100–220℃，恒温5小时至10天。

反应结束后，将反应釜迅速冷却，反应产物用水或稀酸洗涤至pH为8–11，烘干得到原粉，原粉或加入粘结剂成型后的产物在马弗炉或管式炉中焙烧活化。

当二氧化硅结晶完就是水晶，胶化脱水后就是玛瑙，含水的胶体凝固后就成为蛋白石，二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。

物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源，晶体属三方晶系的氧化物矿物，即低温石英（α–石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。

广义的石英还包括高温石英（β–石英）。石英块又名硅石，主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料，也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。

除此之外，二氧化硅还可以作为润滑剂，是一种优良 的流动促进剂，主要作为润滑剂、抗黏剂、助流剂。

特别适宜油类、浸膏类药物的制粒，制成的颗粒具有很好的流动性和可压性。还可以在直接压片中用作助流剂。

作为崩解剂可大大改善颗粒流动性，提高松密度，使制得的片剂硬度增加，缩短崩解时限，提高药物溶出速度。

颗粒剂制造中可作内干燥剂，以增强药物的稳定性。还可以作助滤剂、澄清剂、消泡剂以及液体制剂的助悬剂、增稠剂。

我国GB 2760–2011《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》规定将其用于蛋粉、乳粉、可可制品、脱水蛋白制品、糖粉、植脂性粉末、固体饮料、孕产妇配方食品，最大使用量为15g/kg；香辛料类、固体复合调味料最大使用量为20g/kg；豆制品加工最大使用量0.025g/kg。

除以上之外，我国还有磷酸三钙做抗结剂，常用于乳粉和奶油粉，最大使用量10.0g/kg；小麦粉，最大使用量0.03g/kg；复合调味料，最大使用量20.0g/kg；固体饮料，最大使用量8.0g/kg；油炸小食品，最大使用量2.0g/kg。

二氧化硅的粉尘极细，比表面积达到100m2/g以上可以悬浮在空气中，如果人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（因硅旧称为矽，硅肺旧称为矽肺）。

硅肺是一种职业病，它的发生及严重程度，取决于空气中粉尘的含量和粉尘中二氧化硅的含量，以及与人的接触时间等。长期在二氧化硅粉尘含量较高的地方，如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病。

因此，在这些粉尘较多的工作场所，应采取严格的劳动保护措施，采用多种技术和设备控制工作场所的粉尘含量，以保证工作人员的身体健康。