Химическая энциклопедия - кремния диоксид

(кремнезем) SiO2, бесцв. кристаллич., аморфное или стеклообразное в-во.

Структура. К. д. существует в неск. полиморфных модификациях (см. табл.). Т-ры перехода при нормальном давлении: a-кварц Db-кварц 575 °С (DH⁰ перехода 0,41 кДж/моль), р-кварц D р-кристобалит 927 °С (2,26 кДж/моль), р-кварц Dg-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 Db-кристобалит 1470 °С (0,21 кДж/моль), a-кристобалит Db-кристобалит 270 °С.

Т. пл. р-кварца 1610°С (DH⁰ пл 8,53 кДж/моль), g-тридимита 1680 °С, b-кристобалита 1723°С (DH⁰ пл 9,6 кДж/моль). Полиморфные превращ. кварца, тридимита и кристобалита сопровождаются изменением объема. Кристаллич. формы К. д. построены из тетраэдров SiO4, aи 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 высоких давлениях 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 К. д., построенная из октаэдров SiO6. Устойчивость тридимита, вероятно, определяется примесями Na и Аl. Неустойчивая форма К. д. ромбо-дипирамидальный "волокнистый кремнезем". Кроме кристаллических для К. д. 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 исходных минералов, 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 К. д. 13,3-133 Па вблизи т-ры плавления. К. д. диэлектрик, r 10¹² Ом. м (20°С), 9.10^-1 Oм. м (1600°C). Монокристаллы a-кварца обладают хиральной структурой, что обусловливает их оптич. активность и пьезоэлектрич. св-ва. Кварц прозрачен для УФ и частично ИК лучей.

* Показатели преломления: .