Список веществ по алфовитy а б в г д е ж з и к л м н п р с т у ф х ц ч ш э ю я

Кремния диоксид


КРЕМНИЯ ДИОКСИД (кремнезем) SiO2, бесцв. кристаллич., аморфное или стеклообразное в-во. 
Структура Кремния диоксид существует в неск. полиморфных модификациях (см. табл.). Т-ры перехода при нормальном давлении: a-кварц D b-кварц 575 °С (DH0 перехода 0,41 кДж/моль), р-кварц D р-кристобалит 927 °С (2,26 кДж/моль), р-кварц D g-тридимит 867 °С (0,50 кДж/моль), a-тридммит D b-тридимит 115°С (0,27 кДж/моль), b-тридимит D g-тридимит 160°С (0,15 кДж/моль), g-тридимит D b-кристобалит 1470 °С (0,21 кДж/моль), a-кристобалит D b-кристобалит 270 °С. Т. пл. р-кварца 1610°С (DH0пл 8,53 кДж/моль), g-тридимита 1680 °С, b-кристобалита 1723°С (DH0пл 9,6 кДж/моль). Полиморфные превращ. кварца, тридимита и кристобалита сопровождаются изменением объема. Кристаллич. формы кремния диоксида построены из тетраэдров SiO4a- и b-формы отличаются небольшим смещением и поворотом тетраэдров. Для низкотемпературных тридимитов приводятся данные и для др. кристаллич. модификаций, однако все они в качестве осн. структурной единицы содержат b-тридимит, но различно искаженный. Напр., описаны триклинный и моноклинный тридимиты. В природе встречается также кубич. модификация SiO2 - меланфлогит (a = 1,3402 нм, z = 48, пространств. группа Рт3п). При высокихдавлениях образуются китит (80-130 МПа, 400-500 °C), коэсит (1,5-4 ГПа, 300-1700 °C), стишовит (16-18 ГПа, 1200-1400 °С). Стишовит - единственная модификация кремниядиоксида, построенная из октаэдров SiO6. Устойчивость тридимита, вероятно, определяется примесями Na и Аl. Неустойчивая форма кремния диоксида - ромбо-дипирамидальный "волокнистый кремнезем". Кроме кристаллических для кремния диоксида характерны и др. формы существования. Скрытокристаллич. формы (халцедоны) по структуре аналогичны кварцу. При экстрагировании к-той катионов из нек-рых силикатов получают гидратир. кристаллич, кремнеземы. Они наследуют текстуру исходныхминералов, образуя волокнистые, чешуйчатые (лепидоидальныe) и листоподобные слоистые структуры. Известны аморфные анизотропные и изотропные (опал) образования, тонкодисперсный прир. кремнезем (трепел, синтетич. коллоидный кремнезем и кремнеземные порошки). Гидратир. аморфный кремнезем, осаждаемый из р-ров силиката Na и др., полимеризован до сферич. частиц диаметром менее 100 нм, обычно 2-3 нм. Получен аморфный кремнезем в форме листочков, ленточек и волокон (см. Силикагель). При высоких т-рах из газовой фазы выделяются тонкодисперсные порошки пирогенного безводного кремнезема - аэросил и др. О стеклообразном кремнеземе см. Стекло кварцевое. 
Свойства. Давление пара кремния диоксида 13,3-133 Па вблизи т-ры плавления. Кремния диоксид - диэлектрик, r 1012 Омм (20°С) Монокристаллы a-кварца обладают хиральной структурой, что обусловливает их оптич. активность и пьезоэлектрич. св-ва. Кварц прозрачен для УФ и частично ИК лучей. 
501_520-33.jpg
* Показатели преломления: N- больший, Np - меньший. ** У a- и b-кварца по две пространств. группы, тк. для обеих форм возможны левый и правый оптич. изомеры. ***b-120°С.

Р-римость a-кварца в воде 10-3% по массе (25°C), аморфных форм кремнезема 0,007-0,015% (о водных р-рах SiO2 см. Кремниевые кислоты). Р-римость кремния диоксида в кислых и щелочных средах определяется природой р-рителя. Кремния диоксид не раств. в большинстве орг. р-рителей. Реагирует с фтористоводородной к-той, образуякремнефтористоводородную кислоту. При 250-400 °С взаимод. с газообразным HF, F(давая SiF4), при 200-250°С - с NH4HF2. В смеси с углем реагирует с Сl2 при нагр., образуя SiCl4. Аморфный кремнезем медленно раств. в водных р-рах щелочей, Na2CO3 (давая силикаты) и NH4F (образуя фторосиликаты), скорость растворения увеличивается при повышении давления и т-ры. При нагр. смесей порошкообразного кремния диоксида с разл. оксидами образуются силикаты, при сплавлении с Na2CO3 и Na2SO- водорастворимый натрия силикат (см. также Стекло растворимое).