Attiecībā uz ķīmisko elementu ar sērijas numuru 14, kas atrodas Periodiskajā tabulā 3. perioda un III sērijas IV grupā, ir iespējams veidot divus silīcija oksīdus, kas sastāv no diviem elementiem Si un O:
- silīcija monoksīds, kurā Si ir divvērtīgs, šī oksīda ķīmisko formulu var attēlot kā SiO;
- Silīcija dioksīds ir visaugstākais silīcija dioksīds, kurā Si ir tetravalents, tā ķīmiskā formula ir rakstīta kā SiO2.
Кремний (IV) оксид по внешнем виду представляет pārredzami kristāli. SiO2 blīvums ir 2,488 g / cm³. Viela kūst temperatūrā no 1600 līdz 1725 ° C, vārās temperatūrā 2230 ° C.
SiO2 bija pazīstama ar savu cietību.un izturība kopš seniem laikiem, visbiežāk sastopama dabā smilšu vai kvarca veidā, kā arī diatomu šūnu sienās. Vielai ir daudzas polimorfas modifikācijas, visbiežāk sastopamas divos veidos:
- kristālisks - dabīga minerāla veidākvarca, kā arī tās šķirnes (kalcedons, akmens kristāls, jaspis, ahāts, krama); kvarca pamatā ir kvarca smiltis, tas ir neaizstājams būvmateriāls un izejviela silikāta rūpniecībai;
- аморфный встречается в виде природного минерала opāls, kura sastāvu var raksturot ar formulu SiO2 • nH2O; amorfās SiO2 zemes formas ir tripoli (kalnu ēdieni, infūzijas zeme) vai diatomīts; Mākslīgais amorfs bezūdens silīcija dioksīds ir silikagels, kas izgatavots no nātrija metasilikāta.
Silīcija oksīds SiO2 ir skābes oksīds. Tieši šis faktors nosaka tā ķīmiskās īpašības.
Fluors reaģē ar silīcija dioksīdu: SiO2 + 4F → SiF4 + O2, veidojot bezkrāsainu gāzi no silīcija tetrafluorīda un skābekļa, bet citas gāzes (halogēnus Cl2, Br2, I2) mazāk reaģē.
IV silīcija oksīds mijiedarbojas ar fluorūdeņražskābi, lai iegūtu fluorosilskābi: SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O. Šo īpašību izmanto pusvadītāju rūpniecībā.
Silīcija (IV) oksīds tiek izšķīdināts karstā koncentrētā vai izkausētā sārmā, veidojot nātrija silikātu: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.
Silīcija dioksīds reaģē ar pamata oksīdiemmetāli (piemēram, ar nātrija, kālija, svina (II), cinka vai oksīdu maisījumiem, kurus izmanto stikla ražošanā). Piemēram, varam minēt nātrija oksīda un SiO2 reakcijas, kas var izraisīt: nātrija ortosilikāta 2Na2O + SiO2 → Na4SiO4, nātrija silikāta Na2O + SiO2 → Na2SiO3 un stikla Na2 + 6Si02 + XO → Na2O: XO: 6SiO2. Šāda komerciāli svarīga stikla piemēri ir nātrija kalcija stikls, borsilikāta stikls, svina stikls.
Silīcija dioksīds augstās temperatūrās mijiedarbojas ar silīciju, kā rezultātā rodas gāzveida monoksīds: Si + SiO2 → 2SiO.
Visbiežāk tiek izmantots silīcija oksīds SiO2elementārā silīcija ražošana. Mijiedarbība ar elementāru oglekli notiek augstā temperatūrā elektriskā loka krāsnī: 2C + SiO2 → Si + 2CO. Tas ir diezgan energoietilpīgs. Tomēr tā produkts tiek izmantots pusvadītāju tehnoloģijā saules bateriju ražošanai (gaismas enerģija tiek pārveidota par elektroenerģiju). Arī tīra Si tiek izmantota metalurģijā (karstumizturīgu un skābi izturīgu silīcija tēraudu ražošanā). Šādi iegūtā elementārā silīcija ir nepieciešama, lai iegūtu tīru silīcija dioksīdu, kas ir ļoti svarīgs vairākām nozarēm. Dabiskā SiO2 tiek izmantota smilšu veidā tajās nozarēs, kurās nav nepieciešama augsta tīrība.
Smalki sasmalcinātu putekļu ieelpošanakristālisks SiO2, pat ļoti mazos daudzumos (līdz 0,1 mg / m³), laika gaitā var attīstīties silikoze, bronhīts vai vēzis. Putekļi kļūst bīstami, kad tie iekļūst plaušās, tos pastāvīgi kaitina, tādējādi samazinot to funkciju. Cilvēkiem silīcija oksīds kristālisko daļiņu veidā neizšķīst klīniski nozīmīgos laika periodos. Šis efekts var radīt arodslimību risku cilvēkiem, kas strādā ar smilšstrūklas iekārtām vai produktiem, kas satur kristālisku silīcija dioksīda pulveri. Bērni, jebkura vecuma astmas slimnieki, kas cieš no alerģijām, kā arī vecāki cilvēki var saslimt daudz ātrāk.
