Википедија

Силициум диоксид

хемиско соединение
(Пренасочено од Силика)

Силициум диоксид — оксид на силициум со хемиска формула SiO
2, најчесто се среќава во природата како кварц.[1][2] Во многу делови од светот, силициум диоксид е главната состојка на песокот. Силиката е една од најкомплексните и најзастапените фамилии на материјали, која постои како соединение од повеќе минерали и како синтетички производ. Забележителни примери вклучуваат фузиран кварц, гасен силициум диоксид, силика гел, опал и аерогели. Се користи во структурни материјали, микроелектроника (како електричен изолатор) и како компоненти во прехранбената и фармацевтската индустрија.

Силициум диоксид
A sample of silicon dioxide as sand in a dune
Назив според МСЧПХ
Silicon dioxide
Други називи

Quartz

Silica
Silicic oxide

Silicon(IV) oxide

Назнаки
7631-86-9 Ок
ChemSpider 22683 Ок
EC-број 231-545-4
3Д-модел (Jmol) Слика
MeSH Silicon+dioxide
PubChem 24261
RTECS-бр. VV7565000
UNII ETJ7Z6XBU4 Ок
Својства
Хемиска формула
Моларна маса 0 g mol−1
Изглед Transparent crystals
Густина 2.648 g cm−3
Точка на вриење
0.12 g dm−3
Слични супстанци
Слични diones јаглерод диоксид

Germanium dioxide
Lead dioxide
Tin dioxide

Слични супстанци силициум моноксид

Silicon sulfide

Дополнителни податоци
 Ок(што е ова?)  (провери)
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Структура

уреди
 
Структурен мотив пронајден во α-кварцот, но исто така пронајден во речиси сите форми на силициум диоксид
 
Типична подединица за силициум диоксид со низок притисок
 
Врска помеѓу индексот на рефракција и густината за некои форми на SiO2 [3]

Во поголемиот дел од силициум диоксидот, силиконскиот атом покажува тетраедарска координација, со четири атоми на кислород што го опкружуваат централниот атом на Si (види 3-Д единична ќелија). Така, SiO2 формира 3-димензионални мрежни цврсти материи во кои секој атом на силикон е ковалентно поврзан на тетраедарски начин со 4 атоми на кислород. Спротивно на тоа, CO2 е линеарна молекула. Остро различните структури на диоксидите на јаглеродот и силициумот се манифестација на правилото за двојна врска.

SiO2 има неколку различни кристални форми, но тие речиси секогаш ја имаат истата локална структура околу Si и O. Во α-кварц должината на врската Si-O е 161 pm, додека кај α-тридимитот е во опсег од 154-171 pm. Аголот Si–O–Si исто така варира помеѓу ниска вредност од 140 ° кај α-тридимит, до 180° кај β-тридимит. Во α-кварцот, аголот Si–O–Si е 144°.[4]

Полиморфизам

уреди

Алфа кварцот е најстабилната форма на цврст SiO2 на собна температура. Високотемпературните минерали, кристобалит и тридимит, имаат и помала густина и пониски индекси на рефракција од кварцот. Трансформацијата од α-кварц во бета-кварц се одвива нагло на 573 °C. Бидејќи трансформацијата е придружена со значителна промена во волуменот, таа лесно може да предизвика фрактура на керамика или карпи кои минуваат низ оваа температурна граница.[5] Минералите под висок притисок, сеифертитот, стишовитот и козитот, сепак, имаат поголема густина и индекси на рефракција од кварцот.[6] Стишовитот има структура слична на рутил каде силиконот е 6-координати. Густината на стишовитот е 4.287 g/cm 3, што се споредува со α-кварцот, најгустиот од формите со низок притисок, кој има густина од 2,648 g/cm 3 . Разликата во густината може да се припише на зголемувањето на координацијата бидејќи шесте најкратки должини на Si-O врската во стишовитот (четири Si-O должини на врската од 176 pm и две други од 181 pm) се поголеми од должината на врската Si-O ( 161 часот) во α-кварц.[7] Промената на координацијата ја зголемува јоноста на врската Si–O.[8] Што е уште поважно, сите отстапувања од овие стандардни параметри претставуваат микроструктурни разлики или варијации, кои претставуваат пристап кон аморфно тело, стаклестото тело или стаклестото тело.

Фаујазит силика, друг полиморф, се добива со делуминирање на ниско-натриум, ултрастабилен Y зеолит со комбинирана киселина и топлинска обработка. Добиениот производ содржи над 99% силициум диоксид и има висока кристалиност и специфична површина (над 800 m 2/g). Фаујазит-силика има многу висока термичка и киселинска стабилност. На пример, одржува висок степен на долг дострел на молекуларен ред или кристалност дури и по вриење во концентрирана хлороводородна киселина.[9]

Растопен SiO2

уреди

Растопен силициум диоксид покажува неколку посебни физички одлики кои се слични на оние забележани во течна вода: негативна температурна експанзија, максимална густина на температури ~ 5000 °C и минимум топлински капацитет.[10] Неговата густина се намалува од 2,08 g/cm 3 во 1950 °C до 2,03 g/cm3 на 2200 °C.[11]

Молекуларен SiO2

уреди

Молекуларниот SiO2 има линеарна структура како CO. Се произведува со комбинирање на силициум моноксид (SiO) со кислород во аргон матрица. Димерниот силициум диоксид, (SiO2)2 е добиен со реакција на O2 со матрикс изолиран димерен силициум моноксид, (S2O2). Во димерниот силициум диоксид има два атоми на кислород кои се премостуваат помеѓу атомите на силиконот со агол Si–O–Si од 94° и должина на врската од 164,6 pm, а должината на терминалната врска Si–O е 150,2 pm. Должината на врската Si–O е 148,3 pm, што се споредува со должината од 161 pm во α-кварц. Енергијата на врската се проценува на 621,7 kJ/mol.[12]

Природна појава

уреди

Геологија

уреди

SiO
2 најчесто се наоѓа во природата како кварц, кој сочинува повеќе од 10% по маса од Земјината кора. Кварцот е единствениот полиморф на силициум диоксид стабилен на површината на Земјата. Метастабилни појави на формите под висок притисок коизит и стишовит се пронајдени околу структурите на ударот и се поврзани со еклогити формирани за време на метаморфизмот со ултра висок притисок. Високотемпературните форми на тридимит и кристобалит се познати од вулканските карпи богати со силика. Во многу делови од светот, силициум диоксид е главната состојка на песокот[13].

Биологија

уреди

И покрај тоа што е слабо растворлив, силициум диоксид се јавува во многу растенија како што е оризот. Растителните материјали со висока содржина на силициум фитолит се смета дека се важни за животните кои пасат, од инсекти за џвакање до копитари. Силиката го забрзува трошењето на забите, а високите нивоа на силициум диоксид во растенијата кои често ги јадат тревопасните животни може да се развиле како одбранбен механизам против предаторството.[14][15]

Силика е исто така примарна компонента на пепелта од оризова лушпа, која се користи, на пример, во филтрација и како дополнителен цементен материјал (SCM) во производството на цемент и бетон. 

Повеќе од 1000 милиони години, силицификацијата во и од клетките е вообичаена во биолошкиот свет. Во современиот свет, се јавува кај бактерии, едноклеточни организми, растенија и животни (безрбетници и ’рбетници). Истакнати примери вклучуваат:

  • Тестови или фрустули (т.е. школки) на дијатоми, радиоларија и амеби.[2]
  • Силика фитолити во клетките на многу растенија, вклучувајќи ги и коњски опашки, практично сите треви и широк спектар на дикотиледони.
  • Спикулите го формираат скелетот на многу сунѓери.

Кристалните минерали формирани во физиолошката средина често покажуваат исклучителни физички својства (на пр., сила, цврстина, цврстина на фрактура) и имаат тенденција да формираат хиерархиски структури кои покажуваат микроструктурен ред во низа размери. Минералите се кристализираат од средина која е недоволно заситена во однос на силициумот, и во услови на неутрална pH вредност и ниска температура (0-40 °C).

Употреба

уреди

Структурна употреба

уреди

Околу 95% од комерцијалната употреба на силициум диоксид (песок) се јавува во градежната индустрија, на пр. за производство на бетон ( портланд цемент бетон).[16]

Одредени наоѓалишта на силика песок, со посакувана големина и форма на честички и пожелна содржина на глина и други минерали, биле важни за песокот за лиење на метални производи.[17] Високата точка на топење на силициум диоксид овозможува да се користи во такви апликации како што е лиење железо; модерното леење песок понекогаш користи други минерали од други причини.

Кристалниот силициум диоксид се користи при хидраулично фрактурирање на формации кои содржат цврсто масло и гас од шкрилци.[18]

Претходник на стакло и силициум

уреди

Силика е примарна состојка во производството на повеќето стакло. Како што другите минерали се топат со силика, принципот на депресија на точката на замрзнување ја намалува точката на топење на смесата и ја зголемува флуидноста. Температурата на транзиција на стаклото на чистиот SiO 2 е околу 1475 К.[19] Кога растопениот силициум диоксид SiO2 брзо се лади, тој не се кристализира, туку се зацврстува како стакло. Поради ова, повеќето керамички глазури имаат силика како главна состојка.

Структурната геометрија на силициумот и кислородот во стаклото е слична на онаа во кварцот и повеќето други кристални форми на силициум и кислород со силициум опкружен со редовни тетраедри на кислородни центри. Разликата помеѓу стаклената и кристалната форма произлегува од поврзаноста на тетраедарските единици: Иако не постои периодичност на долг дострел во стаклената мрежа, редоследот останува на должината скали далеку од должината на врската SiO. Еден пример за ова подредување е претпочитањето да се формираат прстени од 6-тетраедри.[20]

Поголемиот дел од оптичките влакна за телекомуникации исто така се направени од силика. Тоа е примарна суровина за многу керамика како што се глинени садови, камени садови и порцелан.

Силициум диоксид се користи за производство на елементарен силициум. Процесот вклучува карботермичка редукција во електрична лачна печка:[21]

 

Парен силициум диоксид

уреди

Испарената силика, позната и како пироген силициум диоксид, се подготвува со согорување на SiCl<sub id="mwAQg">4</sub> во водороден пламен богат со кислород за да се произведе „чад“ од SiO2 .

 

Може да се произведе и со испарување на кварцен песок во 3000 °C електричен лак. И двата процеса резултираат со микроскопски капки од аморфна силициум диоксид споени во разгранети, верижни, тродимензионални секундарни честички кои потоа се агломерираат во терциерни честички, бел прав со екстремно мала зафатнинска густина (0,03-,15 g/cm3) и со тоа висока површина .[22] Честичките делуваат како тиксотропно средство за згуснување, или како средство против стврднување и може да се третираат за да се направат хидрофилни или хидрофобни за примена на вода или органска течност.

 
Произведен фумиран силициум диоксид со максимална површина од 380 m 2 /g

Силициум чад е ултрафин прав собран како нуспроизвод од производството на силициум и легури на феросилициум. Се состои од аморфни (некристални) сферични честички со просечен дијаметар на честички од 150 nm, без разгранување на пирогениот производ. Главната употреба е како позолански материјал за бетон со високи перформанси. Испарените наночестички силика може успешно да се користат како средство против стареење во врзива за асфалт.[23]

Прехранбени, козметички и фармацевтски апликации

уреди

Силика, или колоидна, таложена или пирогена испарувана, е вообичаен додаток во производството на храна. Се користи првенствено како средство за проток или против стврднување во храната во прав, како што се зачините и кремот за кафе без млечни производи, или прашоци за да се формираат во фармацевтски таблети.[22] Може да апсорбира вода во хигроскопски апликации. Колоиден силициум диоксид се користи како фино средство за вино, пиво и сок, со референца Е-број E551 .

Во козметиката, силициум диоксид е корисен поради својствата на дифузија на светлина [24] и природната апсорпција.[25]

Дијатомејската земја, миниран производ, се користи во храната и козметиката со векови. Се состои од силика школки на микроскопски дијатоми; во помалку обработена форма се продавала како „прашок за заби“. Произведената или минирана хидрирана силициум диоксид се користи како тврд абразив во пастата за заби.

Полупроводници

уреди

Силиконскиот диоксид е широко користен во технологијата на полупроводници

  • за примарна пасивација (директно на полупроводничката површина),
  • како оригинален диелектрик на портата во MOS технологијата. Денес, кога скалирањето напредува под 10 nm силициум диоксидот е заменет со други диелектрични материјали како хафниум оксид или слично со повисока диелектрична константа во споредба со силициум диоксид,
  • како диелектричен слој помеѓу металните (жици) слоеви (понекогаш и до 8-10) поврзувачки елементи и
  • како втор пасивационен слој (за заштита на полупроводничките елементи и слоевите за метализација) обично денес слоевит со некои други диелектрици како силициум нитрид.

Бидејќи силициум диоксидот е природен оксид на силициумот, тој е пошироко користен во споредба со другите полупроводници како галиум арсенид или индиум фосфид.

Силициум диоксид може да се одгледува на силициумска полупроводничка површина.[26] Слоевите од силициум оксид може да ги заштитат силиконските површини за време на процесите на дифузија и може да се користат за маскирање на дифузија.[27][28]

Површинската пасивација е процес со кој полупроводничката површина се прави инертна и не ги менува својствата на полупроводниците како резултат на интеракција со воздухот или други материјали во контакт со површината или работ на кристалот.[29][30] Формирањето на термички развиен слој од силициум диоксид во голема мера ја намалува концентрацијата на електронските состојби на површината на силициумот.[30] SiO2 ги зачувуваат електричните одлики на p-n спојниците и спречуваат овие електрични одлики да се влошат поради гасовитата околина.[28] Слоевите од силициум оксид може да се користат за електрично стабилизирање на силиконските површини.[27] Процесот на површинска пасивација е важен метод за изработка на полупроводнички уреди што вклучува обложување на силиконски нафора со изолационен слој од силициум оксид, така што електричната енергија може сигурно да навлезе во спроводливиот силициум долу. Растењето на слој од силициум диоксид на врвот на силиконската обланда му овозможува да ги надмине површинските состојби кои инаку спречуваат струјата да стигне до полупроводливиот слој.[29][31]

Процесот на пасивација на површината на силициумот со термичка оксидација (силициум диоксид) е критичен за индустријата за полупроводници. Најчесто се користи за производство на транзистори со ефект на поле од метал-оксид-полупроводник (MOSFET) и чипови со силиконски интегрални кола (со рамнина процес).[29][31]

Останато

уреди

Хидрофобниот силициум диоксид се користи како компонента за депенење .

Во својот капацитет како огноотпорен материјал, корисен е во форма на влакна како високотемпературна термичка заштитна ткаенина. 

Силика се користи во екстракција на ДНК и РНК поради неговата способност да се врзува за нуклеинските киселини под присуство на хаотропи .[32]

Силика аергел се користела во вселенското летало Стардаст за собирање вонземски честички.[33]

Чистиот силициум диоксид кога се лади како споен кварц во чаша без вистинска точка на топење, може да се користи како стаклено влакно за фибреглас.

Инсектицид

уреди

Силикон диоксидот е истражуван за земјоделски апликации како потенцијален инсектицид .[34][35]

Производство

уреди

Силиконскиот диоксид најмногу се добива со ископување, вклучувајќи ископ на песок и прочистување на кварц. Кварцот е погоден за многу намени, додека хемиската обработка е потребна за да се направи почист или на друг начин посоодветен (на пр. пореактивен или ситнозрнест) производ.

Преципитирана силициум диоксид

уреди

Таложениот силициум диоксид или аморфна силициум диоксид се добива со закиселување на растворите на натриум силикат. Желатинозниот талог или силика гел, прво се мие, а потоа се дехидрира за да се добие безбојна микропорозна силициум диоксид. Идеализираната равенка која вклучува трисиликатна и сулфурна киселина е:

 

Приближно една милијарда килограми годишно (1999) се произведуваа силициум диоксид на овој начин, главно за употреба за полимерни композити - гуми и ѓон за чевли.[16]

На микрочипови

уреди

Тенките фолии од силициум диоксид растат спонтано на силиконските нафори преку термичка оксидација, создавајќи многу плиток слој од околу 1 nm или 10 Å т.н. природен оксид.[36] Повисоки температури и алтернативни средини се користат за одгледување на добро контролирани слоеви на силициум диоксид на силициум, на пример на температури помеѓу 600 и 1200 °C, користејќи таканаречена сува оксидација со O2

 

или влажна оксидација со H2O.[37][38]

Природниот оксиден слој е корисен во микроелектрониката, каде што делува како електричен изолатор со висока хемиска стабилност. Може да го заштити силиконот, да складира полнење, да ја блокира струјата, па дури и да дејствува како контролирана патека за ограничување на протокот на струја.[39]

Лабораториски или специјални методи

уреди

Од органосилициумски соединенија

уреди

Многу патишта до силициум диоксид започнуваат со органосилициумско соединение, на пр., HMDSO,[40] TEOS. Синтезата на силициум диоксид е илустрирана подолу со користење на тетраетил ортосиликат (TEOS).[41] Едноставно загревање на TEOS на 680–730 °C резултира со оксид:

 

Слично, TEOS согорува околу 400 °C:

 

TEOS се подложува на хидролиза преку таканаречениот процес сол-гел. Текот на реакцијата и природата на производот се под влијание на катализаторите, но идеализираната равенка е:[42]

 

Други методи

уреди

Бидејќи е многу стабилен, силициум диоксидот произлегува од многу методи. Концептуално едноставно, но со мала практична вредност, согорувањето на силинот дава силициум диоксид. Оваа реакција е аналогна на согорувањето на метан:

 

Сепак , хемиското таложење на пареа на силициум диоксид на кристалната површина од силинот се користело со користење на азот како гас-носител на 200-500 °C.[43]

Хемиски реакции

уреди

Силициум диоксидот е релативно инертен материјал (оттука и неговата широко распространета појава како минерал. Силиката често се користи како инертни контејнери за хемиски реакции. На високи температури, тој се претвора во силициум со редукција со јаглерод.

Флуорот реагира со силициум диоксид за да формира SiF4 и O2 додека другите халогени гасови (Cl2, Br2, I2 ) се нереактивни.

Повеќето форми на силициум диоксид се нападнати („огравини“) од флуороводородна киселина (HF) за да се произведе хексафлуоросилициумска киселина:[4]

SiO
2 + 6 HF → H
2SiF
6 + 2 H
2O

Стишовит, кој не реагира во некој значаен степенref name="Fleischer1962">Fleischer, Michael (1962). „New mineral names“ (PDF). American Mineralogist. Mineralogical Society of America. 47 (2): 172–174. Архивирано (PDF) од изворникот 2011-07-22.</ref>) HF се користи за отстранување или обликување на силициум диоксид во полупроводничката индустрија.

Силикон диоксидот делува како Киселинско-базна ракција, која може да реагира со бази под одредени услови. Бидејќи не содржи водород, нехидрираната силициум диоксид не може директно да делува како Бренстнед-Лоуриева киселина. Додека силициум диоксидот е слабо растворлив во вода при ниска или неутрална pH вредност (обично, 2 × 10 -4 M за кварц до 10 -3 M за криптокристален халцедон), силните бази реагираат со стакло и лесно го раствораат. Затоа, силните основи треба да се чуваат во пластични шишиња за да се избегне заглавување на капачето на шишето, за да се зачува интегритетот на примачот и да се избегне несакана контаминација со силикатни анјони[44].

Силициум диоксид се раствора во врел концентриран алкали или споен хидроксид, како што е опишано во оваа идеализирана равенка:

 

Силициум диоксидот ќе ги неутрализира оксидите на основните метали (на пр. натриум оксид, калиум оксид, олово(II) оксид, цинк оксид или мешавини од оксиди, формирајќи силикати и чаши кога врските Si-O-Si во силициум диоксид последователно се кршат). Како пример, реакцијата на натриум оксид и SiO2 може да произведе натриум ортосиликат, натриум силикат и чаши, во зависност од пропорциите на реактантите:

 
 
   .

Примери на такви чаши имаат комерцијално значење, на пр. стакло од сода и вар, боросиликатно стакло, оловно стакло. Во овие очила, силициум диоксид се нарекува мрежен или решеткаст. Реакцијата исто така се користи во високите печки за отстранување на нечистотиите од песок во рудата со неутрализација со калциум оксид, со што се формира калциум силикатна згура.

 
Пакет од оптички влакна составен од силициум диоксид со висока чистота

Силикон диоксидот реагира во загреан рефлукс под динитроген со етилен гликол и база на алкален метал за да произведе високо реактивни, пентакоординатни силикати кои обезбедуваат пристап до широк спектар на нови силициумски соединенија[45]. Силикатите се суштински нерастворливи во сите поларни растворувачи освен метанол.

Силициум диоксид реагира со елементарен силициум на високи температури за да произведе SiO:

 

Растворливост во вода

уреди

Растворливоста на силициум диоксид во вода силно зависи од неговата кристална форма и е три-четири пати поголема за силициум диоксид.  од кварц; во функција на температурата, таа достигнува максимум околу 340 °C (644 °F)[46]. Ова својство се користи за одгледување на единечни кристали на кварц во хидротермалниот процес каде природниот кварц се раствора во прегреана вода во сад под притисок кој е поладен на врвот. Кристали од 0,5–1 kg може да се одгледува 1-2 месеци. Овие кристали се извор на многу чист кварц за употреба во електронски апликации. Над критичната температура на водата 647.096 K (373.946 °C; 705.103 °F) и притисок од 22.064 megapascals (3,200.1 psi) или повисока, водата е суперкритична течност и растворливоста е повторно повисока отколку на пониски температури[47].

Здраствени ефекти

уреди

Силиката внесена орално во суштина е нетоксична, со LD50 од 5000 mg/kg (5 g/kg). Студијата од 2008 година, следена 15 години, покажала дека повисоките нивоа на силициум диоксид во водата го намалуваат ризикот од деменција. Зголемување за 10 mg/ден силициум диоксид во водата за пиење бил поврзан со намален ризик од деменција за 11%.[48]

Вдишувањето ситно поделена кристална силициумова прашина може да доведе до силикоз, бронхитис или рак на белите дробови, бидејќи прашината се таложи во белите дробови и континуирано го иритира ткивото, намалувајќи ги капацитетите на белите дробови.[49] Кога ситните честички на силициум диоксид се вдишуваат во доволно големи количини (како на пример преку професионална изложеност), тоа го зголемува ризикот од системски автоимуни болести како што се лупус [50] и ревматоиден артритис во споредба со очекуваните стапки кај општата популација.

Професионална опасност

уреди

Силиката е професионална опасност за луѓето кои вршат пескарење или работат со производи кои содржат кристален силициум диоксид во прав. Аморфниот силициум диоксид, како што е испразнет силициум диоксид, може да предизвика неповратно оштетување на белите дробови во некои случаи, но не е поврзано со развој на силикоза. Децата, астматичарите од која било возраст, оние со алергии и постарите лица (сите имаат намален капацитет на белите дробови) може да бидат погодени за помалку време.[51]

Кристалниот силициум диоксид е професионална опасност за оние кои работат со камени површини, бидејќи процесот на сечење и инсталирање на работните површини создава големи количини на силициум диоксид во воздухот.[52] Кристалниот силициум диоксид кој се користи во хидрауличното фрактурирање претставува опасност по здравјето на работниците.

Патофизиологија

уреди

Во телото, честичките од кристална силика не се раствораат во текот на клинички релевантни периоди. Силициумските кристали во белите дробови можат да го активираат инфламаторниот NLRP3 во макрофагите и дендритичните клетки и со тоа да резултираат со производство на интерлеукин, високо проинфламаторен цитокин во имунолошкиот систем.[53][54][55]

Регулатива

уреди

Регулативите што ја ограничуваат изложеноста на силициум диоксид „во однос на опасноста од силикоза“ наведуваат дека тие се однесуваат само на силициум диоксид, кој истовремено е кристален и создава прашина.[56][57][58][59][60][61]

Во 2013 година, Управата за безбедност и здравје при работа на САД ја намалила границата на изложеност на 50 µg /m 3 воздух. Пред 2013 година дозволувала 100 µg/m 3 и кај градежните работници дури 250 µg/ m3. Во 2013 година, OSHA исто така барала „зелено завршување“ на фракирани бунари за да се намали изложеноста на кристален силициум диоксид, покрај ограничувањето на границата на изложеност.[18]

Кристални форми

уреди

SiO 2, повеќе од речиси секој материјал, постои во многу кристални форми. Овие форми се нарекуваат полиморфи.

Кристални форми на SiO 2 [4]
Форма Кристална симетрија
Пирсонов симбол, група бр. 		ρ g/cm 3 Белешки Структура
α-кварц ромбоедар (тригонален)
hP9, P3 1 21 бр.152 [62] 		2.648 Спирални синџири што прават поединечни единечни кристали оптички активни; α-кварцот се претвора во β-кварц на 846 К  
β-кварц шестоаголна
hP18, P6 2 22, бр. 180 [63] 		2.533 Тесно поврзан со α-кварц (со агол Si-O-Si од 155°) и оптички активен; β-кварцот се претвора во β-тридимит на 1140 К  
α-тридимит ортохомбиски oS24, C222 1, бр.20 [64] 2.265 Метастабилна форма под нормален притисок  
β-тридимит шестоаголна
hP12, P6 3 /mmc, бр. 194 [64] 		Тесно поврзана со α-тридимит; β-тридимитот се претвора во β-кристобалит во 2010 г  
α-кристобалит тетрагонални
tP12, P4 1 2 1 2, бр. 92 [65] 		2.334 Метастабилна форма под нормален притисок  
β-кристобалит кубни
cF104, Fd 3 m, бр.227 [66] 		Тесно поврзана со α-кристобалит; се топи на 1978 К  
кеатит тетрагонални
tP36, P4 1 2 1 2, бр. 92 [67] 		3.011 Si5 O10, Si4 O8, Si8 O16 прстени; синтетизиран од стаклест силициум диоксид и алкали на 600-900 K и 40-400 MPa  
моганит моноклиника
mS46, C2/c, бр.15 [68] 		Si4 O8 и Si6 O12 прстени  
коизит моноклиника
mS48, C2/c, бр.15 [69] 		2.911 прстени Si4 O8 и Si8 O16 ; 900 K и 3–3,5 GPa  
стишовит тетрагонални
tP6, P4 2 /mnm, бр.136 [70] 		4.287 Еден од најгустите (заедно со сеифертит) полиморфи на силициум диоксид; рутил -како со 6-кратно координиран Si; 7,5-8,5 GPa  
сеифертит ортохомбиски
oP, Pbcn [71] 		4.294 Еден од најгустите (заедно со стишовит) полиморфи на силициум диоксид; се произведува при притисок над 40 GPa.[72]  
меланофлогит кубни (cP*, P4 2 32, бр.208) или тетрагонални (P4 2 /nbc) [73] 2.04 Si5 O10, Si6 O12 прстени; минерал секогаш пронајден со јаглеводороди во интерстицијалните простори - клатрасил (силика клатрат) [74]  
влакнести
В-силика 		ортохомбиски
oI12, Ibam, бр.72 [75] 		1,97 Како SiS<sub id="mwA40">2</sub> кој се состои од синџири за споделување на рабовите, се топи на ~ 1700 К  
2D силика [76] шестоаголна Двослојна структура слична на лист  

Безбедност

уреди

Вдишувањето на ситно поделениот кристален силициум диоксид може да доведе до тешко воспаление на ткивото на белите дробови, силикоза, бронхитис, рак на белите дробови и системски автоимуни болести, како што се лупус и ревматоиден артритис. Вдишувањето на аморфен силициум диоксид, во високи дози, доведува до непостојано краткотрајно воспаление, каде што сите ефекти заздравуваат.[77]

  • Мезопорозна силициум диоксид
  • Ортосилинска киселина
  • Силициум карбид

Наводи

уреди
  1. ↑ Iler RK (1979). The Chemistry of Silica. New York: Wiley. ISBN 9780471024040.
  2. ↑ 2,0 2,1 „Checklist, diversity and distribution of testate amoebae in Chile“ (PDF). European Journal of Protistology. 51 (5): 409–24. 2015. doi:10.1016/j.ejop.2015.07.001. PMID 26340665. Архивирано од изворникот (PDF) на 2022-10-10.
  3. ↑ „Melanophlogite, a cubic polymorph of silica“ (PDF). Am. Mineral. 48: 854–867. 1963. Архивирано од изворникот (PDF) на 2022-10-10.
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon (2001), Wiberg, Nils (уред.), Inorganic Chemistry, Преведено од Eagleson, Mary; Brewer, William, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
  5. ↑ Cuff YH (1996). Ceramic Technology for Potters and Sculptors. Philadelphia: University of Pennsylvania. стр. 93–95. ISBN 9780812213775.
  6. ↑ De La Rocha C, Conley DJ (2017). „Mystical Crystals of Silica“. Silica Stories. Cham: Springer. стр. 50–55. doi:10.1007/978-3-319-54054-2_4. ISBN 9783319540542.
  7. ↑ Wells AF (1984). Structural Inorganic Chemistry. Oxford Science Publications. ISBN 9780198553700.
  8. ↑ „Electron-density distribution in stishovite, SiO2: a new high-energy synchrotron-radiation study“. Acta Crystallogr. A. 57 (6): 663–77. 2001. doi:10.1107/S0108767301010698. PMID 11679696.CS1-одржување: display-автори (link)
  9. ↑ „Dealuminated faujasite-type structures with SiO2/Al2O3 ratios over 100“. J. Catal. 54 (2): 285. 1978. doi:10.1016/0021-9517(78)90051-9.
  10. ↑ „Molecular structural order and anomalies in liquid silica“ (PDF). Phys. Rev. E. 66 (1): 011202. 2002. arXiv:cond-mat/0203383. Bibcode:2002PhRvE..66a1202S. doi:10.1103/PhysRevE.66.011202. PMID 12241346. Архивирано од изворникот (PDF) на 2016-06-04. Посетено на 2009-07-07.
  11. ↑ „Densities of SiO2-Al2O3 Melts“ (PDF). J. Am. Ceram. Soc. 62 (7–8): 332–336. 1979. doi:10.1111/j.1151-2916.1979.tb19071.x. Архивирано од изворникот (PDF) на 2022-10-10.
  12. ↑ Jutzi P, Schubert U (2003). Silicon chemistry: from the atom to extended systems. Wiley-VCH. ISBN 9783527306473.
  13. ↑ Berslien E (2012). An Introduction to Forensic Geoscience. Wiley & Sons. стр. 138. ISBN 9781405160544.
  14. ↑ „Silica in grasses as a defence against insect herbivores: Contrasting effects on folivores and a phloem feeder“. J. Anim. Ecol. 75 (2): 595–603. 2006. doi:10.1111/j.1365-2656.2006.01082.x. PMID 16638012.
  15. ↑ „Silicon as a plant defence against insect herbivory: Response to Massey, Ennos and Hartley“. J. Anim. Ecol. 77 (3): 631–3. 2008. doi:10.1111/j.1365-2656.2008.01380.x. PMID 18341561.
  16. ↑ 16,0 16,1 „Silica“, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH
  17. ↑ Nevin, Charles Merrick (1925). Albany moulding sands of the Hudson Valley. University of the State of New York at Albany.
  18. ↑ 18,0 18,1 Greenhouse S (23 Aug 2013). „New Rules Would Cut Silica Dust Exposure“. The New York Times. Посетено на 24 Aug 2013.
  19. ↑ „Glass formation in amorphous SiO2 as a percolation phase transition in a system of network defects“. JETP Lett. 79 (12): 632–634. 2004. Bibcode:2004JETPL..79..632O. doi:10.1134/1.1790021.
  20. ↑ „Medium-range structural order in covalent amorphous solids“. Nature. 354 (6353): 445–452. 1991. Bibcode:1991Natur.354..445E. doi:10.1038/354445a0.
  21. ↑ Atkins PW, Overton T, Rourke J, и др., уред. (2010). Shriver & Atkins' inorganic chemistry (5. изд.). Oxford: Oxford University Press. стр. 354. ISBN 9780199236176. OCLC 430678988.
  22. ↑ 22,0 22,1 „Cab-O-Sil Fumed Metal Oxides“.
  23. ↑ Cheraghian, Goshtasp; Wistuba, Michael P.; Kiani, Sajad; Barron, Andrew R.; Behnood, Ali (December 2021). „Rheological, physicochemical, and microstructural properties of asphalt binder modified by fumed silica nanoparticles“. Scientific Reports. 11 (1): 11455. Bibcode:2021NatSR..1111455C. doi:10.1038/s41598-021-90620-w. PMC 8169902 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 34075083 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  24. ↑ Barel AO, Paye M, Maibach HI (2014). Handbook of Cosmetic Science and Technology (4. изд.). CRC Press. стр. 444. ISBN 9781842145654. These soft-focus pigments, mainly composed of polymers, micas and talcs covered with rough or spherical particles of small diameters, such as silica or titanium dioxide, are used to optically reduce the appearance of wrinkles. These effects are obtained by optimizing outlines of wrinkles and reducing the difference of brightness due to diffuse reflection.
  25. ↑ Barel AO, Paye M, Maibach HI (2014). Handbook of Cosmetic Science and Technology (4. изд.). CRC Press. стр. 442. ISBN 9781842145654. The silica is a multiporous ingredient, which absorbs the oil and sebum.
  26. ↑ Bassett, Ross Knox (2007). To the Digital Age: Research Labs, Start-up Companies, and the Rise of MOS Technology. Johns Hopkins University Press. стр. 22–23. ISBN 9780801886393.
  27. ↑ 27,0 27,1 Lécuyer, Christophe; Brock, David C. (2010). Makers of the Microchip: A Documentary History of Fairchild Semiconductor. MIT Press. стр. 111. ISBN 9780262294324.
  28. ↑ 28,0 28,1 Saxena, A (2009). Invention of integrated circuits: untold important facts. International series on advances in solid state electronics and technology. World Scientific. стр. 96–97. ISBN 9789812814456.
  29. ↑ 29,0 29,1 29,2 „Martin Atalla in Inventors Hall of Fame, 2009“. Посетено на 21 June 2013.
  30. ↑ 30,0 30,1 Black, Lachlan E. (2016). New Perspectives on Surface Passivation: Understanding the Si-Al2O3 Interface. Springer. стр. 17. ISBN 9783319325217.
  31. ↑ 31,0 31,1 „Dawon Kahng“. National Inventors Hall of Fame. Посетено на 27 June 2019.
  32. ↑ Goodwin W, Linacre A, Hadi S (2007). An Introduction to Forensic Genetics. Wiley & Sons. стр. 29. ISBN 9780470010259.
  33. ↑ Calderone J (20 Aug 2015). „This cloud-like, futuristic material has been sneaking its way into your life since 1931“. Business Insider. Посетено на 11 Feb 2019.
  34. ↑ Thabet, Ahmed F.; Boraei, Hessien A.; Galal, Ola A.; El-Samahy, Magdy F. M.; Mousa, Kareem M.; Zhang, Yao Z.; Tuda, Midori; Helmy, Eman A.; Wen, Jian (2021-07-14). „Silica nanoparticles as pesticide against insects of different feeding types and their non-target attraction of predators“. Scientific Reports (англиски). 11 (1): 14484. Bibcode:2021NatSR..1114484T. doi:10.1038/s41598-021-93518-9. ISSN 2045-2322. PMC 8280210 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 34262071 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  35. ↑ „Pesticide Exposure and Risk of Rheumatoid Arthritis among Licensed Male Pesticide Applicators in the Agricultural Health Study“. Environmental Health Perspectives. 125 (7): 077010-1–077010-7. 2017. doi:10.1289/EHP1013. PMC 5744649. PMID 28718769.CS1-одржување: display-автори (link)
  36. ↑ Doering R, Nishi Y, уред. (2007). Handbook of Semiconductor Manufacturing Technology. CRC Press. ISBN 9781574446753.
  37. ↑ Lee S (2006). Encyclopedia of chemical processing. CRC Press. ISBN 9780824755638.
  38. ↑ Morgan DV, Board K (1991). An Introduction To Semiconductor Microtechnology (2. изд.). Chichester, West Sussex, England: John Wiley & Sons. стр. 72. ISBN 9780471924784.
  39. ↑ Riordan M (2007). „The Silicon Dioxide Solution: How physicist Jean Hoerni built the bridge from the transistor to the integrated circuit“. IEEE Spectrum. Посетено на 11 Feb 2019.
  40. ↑ Chrystie, Robin S. M.; Ebertz, Felix L.; Dreier, Thomas; Schulz, Christof (2019-01-28). „Absolute SiO concentration imaging in low-pressure nanoparticle-synthesis flames via laser-induced fluorescence“. Applied Physics B (англиски). 125 (2): 29. Bibcode:2019ApPhB.125...29C. doi:10.1007/s00340-019-7137-8. ISSN 1432-0649.
  41. ↑ Romero-Jaime, A. K.; Acosta-Enríquez, M. C.; Vargas-Hernández, D.; Tánori-Córdova, J. C.; Pineda León, H. A.; Castillo, S. J. (August 2021). „Synthesis and characterization of silica–lead sulfide core–shell nanospheres for applications in optoelectronic devices“. Journal of Materials Science: Materials in Electronics (англиски). 32 (16): 21425–21431. doi:10.1007/s10854-021-06648-1. ISSN 0957-4522.
  42. ↑ „Synthesis of spherical mesoporous silica nanoparticles with nanometer-size controllable pores and outer diameters“. Microporous and Mesoporous Materials. 120 (3): 447–453. 2009. doi:10.1016/j.micromeso.2008.12.019.CS1-одржување: display-автори (link)
  43. ↑ Morgan DV, Board K (1991). An Introduction To Semiconductor Microtechnology (2. изд.). Chichester, West Sussex, England: John Wiley & Sons. стр. 27. ISBN 9780471924784.
  44. ↑ Rodgers GE (2011). Descriptive Inorganic, Coordination, and Solid State Chemistry. Cengage Learning. стр. 421–2. ISBN 9781133172482.
  45. ↑ Laine, Richard M.; Blohowiak, Kay Youngdahl; Robinson, Timothy R.; Hoppe, Martin L.; Nardi, Paola; Kampf, Jeffrey; Uhm, Jackie (17 October 1991). „Synthesis of pentacoordinate silicon complexes from SiO2“ (PDF). Nature. 353 (6345): 642–644. Bibcode:1991Natur.353..642L. doi:10.1038/353642a0. hdl:2027.42/62810. S2CID 4310228. Архивирано (PDF) од изворникот 2017-08-19.
  46. ↑ Fournier RO, Rowe JJ (1977). „The solubility of amorphous silica in water at high temperatures and high pressures“ (PDF). Am. Mineral. 62: 1052–1056. Архивирано (PDF) од изворникот 2022-10-10.
  47. ↑ Okamoto, Atsushi (2019). „Formation of silica particles from supercritical fluids and its impacts on the hydrological properties in the crust“. EGU General Assembly Conference Abstracts: 4614. Bibcode:2019EGUGA..21.4614O.
  48. ↑ „Aluminum and Silica in Drinking Water and the Risk of Alzheimer's Disease or Cognitive Decline: Findings from 15-Year Follow-up of the PAQUID Cohort“. American Journal of Epidemiology. 169 (4): 489–96. 2008. doi:10.1093/aje/kwn348. PMC 2809081. PMID 19064650.CS1-одржување: display-автори (link)
  49. ↑ „Work Safely with Silica“. CPWR - The Center for Construction Research and Training. Посетено на 11 Feb 2019.
  50. ↑ „Action Plan for Lupus Research“. National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases. National Institutes of Health. 2017. Посетено на 11 Feb 2019.
  51. ↑ „Subchronic inhalation toxicity of amorphous silica and quartz dust in rats“. Food Chem. Toxicol. 29 (5): 341–54. 1991. doi:10.1016/0278-6915(91)90205-L. PMID 1648030.CS1-одржување: display-автори (link)
  52. ↑ „Worker Exposure to Silica during Countertop Manufacturing, Finishing and Installation“ (PDF). National Institute for Occupational Safety and Health and Occupational Safety and Health Administration. 2015. Архивирано од изворникот (PDF) на 2022-10-10. Посетено на 26 Feb 2015.
  53. ↑ „Silica crystals and aluminum salts activate the NALP3 inflammasome through phagosomal destabilization“. Nat. Immunol. 9 (8): 847–856. 2008. doi:10.1038/ni.1631. PMC 2834784. PMID 18604214.CS1-одржување: display-автори (link)
  54. ↑ Merchant JA, уред. (1986). Occupational Respiratory Diseases (PDF). Cincinnati, OH: US Department of Health and Human Services, NIOSH. doi:10.26616/NIOSHPUB86102. hdl:2027/uc1.31210023588922. DHHS (NIOSH) Publication Number 86-102.
  55. ↑ NIOSH (2002) Hazard Review, Health Effects of Occupational Exposure to Respirable Crystalline Silica.
  56. ↑ „Crystalline Factsheet“ (PDF). Архивирано од изворникот (PDF) на 22 December 2017. Посетено на 3 August 2017.
  57. ↑ „Silica, Crystalline“. Посетено на 3 August 2017.
  58. ↑ „Frequently Asked Questions“. Посетено на 3 August 2017.
  59. ↑ „If It's Silica, It's Not Just Dust!“ (PDF). Архивирано од изворникот (PDF) на 2022-10-10. Посетено на 3 August 2017.
  60. ↑ „What you should know about crystalline silica, silicosis, and Oregon OSHA silica rules“ (PDF). Архивирано од изворникот (PDF) на 2022-10-10. Посетено на 3 August 2017.
  61. ↑ Szymendera, Scott D. (January 16, 2018). Respirable Crystalline Silica in the Workplace: New Occupational Safety and Health Administration (OSHA) Standards (PDF). Washington, DC: Congressional Research Service. Архивирано од изворникот (PDF) на 2022-10-10. Посетено на 27 January 2018.
  62. ↑ Lager G. A.; Jorgensen J. D.; Rotella F.J. (1982). „Crystal structure and thermal expansion of a-quartz SiO2 at low temperature“. Journal of Applied Physics. 53 (10): 6751–6756. Bibcode:1982JAP....53.6751L. doi:10.1063/1.330062.
  63. ↑ Wright, A. F.; Lehmann, M. S. (1981). „The structure of quartz at 25 and 590 °C determined by neutron diffraction“. Journal of Solid State Chemistry. 36 (3): 371–80. Bibcode:1981JSSCh..36..371W. doi:10.1016/0022-4596(81)90449-7.
  64. ↑ 64,0 64,1 Kihara, Kuniaki; Matsumoto, Takeo; Imamura, Moritaka (1986). „Structural change of orthorhombic-Itridymite with temperature: A study based on second-order thermal-vibrational parameters“. Zeitschrift für Kristallographie. 177 (1–2): 27–38. Bibcode:1986ZK....177...27K. doi:10.1524/zkri.1986.177.1-2.27.
  65. ↑ Downs R. T.; Palmer D. C. (1994). „The pressure behavior of a cristobalite“ (PDF). American Mineralogist. 79: 9–14. Архивирано од изворникот (PDF) на 2022-10-10.
  66. ↑ Wright, A. F.; Leadbetter, A. J. (1975). „The structures of the β-cristobalite phases of SiO2 and AlPO4“. Philosophical Magazine. 31 (6): 1391–401. Bibcode:1975PMag...31.1391W. doi:10.1080/00318087508228690.
  67. ↑ Shropshire, Joseph; Keat, Paul P.; Vaughan, Philip A. (1959). „The crystal structure of keatite, a new form of silica“. Zeitschrift für Kristallographie. 112 (1–6): 409–13. Bibcode:1959ZK....112..409S. doi:10.1524/zkri.1959.112.1-6.409.
  68. ↑ Miehe, Gerhard; Graetsch, Heribert (1992). „Crystal structure of moganite: a new structure type for silica“. European Journal of Mineralogy. 4 (4): 693–706. Bibcode:1992EJMin...4..693M. doi:10.1127/ejm/4/4/0693.
  69. ↑ Levien L.; Prewitt C. T. (1981). „High-pressure crystal structure and compressibility of coesite“ (PDF). American Mineralogist. 66: 324–333. Архивирано од изворникот (PDF) на 2022-10-10.
  70. ↑ Smyth J. R.; Swope R. J.; Pawley A. R. (1995). „H in rutile-type compounds: II. Crystal chemistry of Al substitution in H-bearing stishovite“ (PDF). American Mineralogist. 80 (5–6): 454–456. Bibcode:1995AmMin..80..454S. doi:10.2138/am-1995-5-605. Архивирано од изворникот (PDF) на 2022-10-10.
  71. ↑ Dera P.; Prewitt C. T.; Boctor N. Z.; Hemley R. J. (2002). „Characterization of a high-pressure phase of silica from the Martian meteorite Shergotty“. American Mineralogist. 87 (7): 1018. Bibcode:2002AmMin..87.1018D. doi:10.2138/am-2002-0728.
  72. ↑ Seifertite.
  73. ↑ Nakagawa T.; Kihara K.; Harada K. (2001). „The crystal structure of low melanophlogite“. American Mineralogist. 86 (11–12): 1506. Bibcode:2001AmMin..86.1506N. doi:10.2138/am-2001-11-1219.
  74. ↑ Rosemarie Szostak (1998). Molecular sieves: Principles of Synthesis and Identification. Springer. ISBN 978-0-7514-0480-7.
  75. ↑ Weiss, Alarich; Weiss, Armin (1954). „Über Siliciumchalkogenide. VI. Zur Kenntnis der faserigen Siliciumdioxyd-Modifikation“. Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie. 276 (1–2): 95–112. doi:10.1002/zaac.19542760110.
  76. ↑ Björkman, T; Kurasch, S; Lehtinen, O; Kotakoski, J; Yazyev, O. V.; Srivastava, A; Skakalova, V; Smet, J. H.; Kaiser, U (2013). „Defects in bilayer silica and graphene: common trends in diverse hexagonal two-dimensional systems“. Scientific Reports. 3: 3482. Bibcode:2013NatSR...3E3482B. doi:10.1038/srep03482. PMC 3863822. PMID 24336488.
  77. ↑ „Pulmonary Chemokine and Mutagenic Responses in Rats after Subchronic Inhalation of Amorphous and Crystalline Silica“. Toxicological Sciences. 56 (2): 405–413. 2000. doi:10.1093/toxsci/56.2.405. PMID 10911000.CS1-одржување: display-автори (link)

Надворешни врски

уреди
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Силициум_диоксид&oldid=5230084“