硅的氧化物
铜臭 / 2022-07-29
1.一氧化硅SiO
将碳和过量的二氧化硅加热至2000°左右，則有相当于一氧化碳的一氧化硅生成:
SiO₂+C=SiO+CO
所得产物必须迅速地予以给却，否則即发生歧化作用:
2SiO=Si+SiO₂
虽然一氧化硅是否以固态存在，还是一个問题，但如上处理确实得一种产 物为黄棕色的固体，此固体易溶于强碱，生成硅酸盐并放出氫气(Si与SiO₂的混合物亦有此作用)，其反应为
SiO+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂
这种固体的工业名称为“单氧硅”，用作艳缘材料和磨触剂。
2.二氧化硅SiO₂
硅的正常氧化物是二氧化硅，自然界自由状态的二氧化硅(硅石)占地壳的12%，并以不同的形式存在。
(i)结晶二氧化硅有石英、鳞石英和方石英三种，每种有高溫和低溫两类变体，彼此間的关系可以下式表明:
液体石英的粘度很高，不易结晶;各种晶体間的轉变也非常之慢。因此，在自然界各种多晶型体和无定形体皆有存在，多晶型体中以石英为最多。在三种晶体内，每个硅原子周圍皆有四个氧原子排列成四面体，氧在四面体頂端，四面体通过氧原子而互相連接，所以每个氧原子皆为两个四面体所共有，但是在不同的晶型内这样連接的四面体排列各不相同。方石英有与金剛石相同的秸构，以硅原子代替金剛石的碳原子;硅原子之間以氧相連接則成为方石英的结构(图14-3),在石英和鳞石英内，相連接的四面体排列成螺旋形。要使这几种結构轉变，原子之間的键必須断裂，然后原子进行重排，这是非常慢的作用。但α⇔β的轉变，晶体秸构只需作微小的扭变，故容易成功。
(ii)无定形二氧化硅生成 的方式有二，从溶液内沉淀硅酸凝胶使之脫水，則得无定形的硅石，自然界的硅藻土属于这类的二氧化硅。它是从前硅藻的遗体，具有吸收大量液体的能力，以硝化甘油鲍和硅藻土則成炸药。它也是很好的絕热绝声的材料。另一类无定形二氧化硅，如自然界黑曜岩和人工制造的石英玻璃皆是过冷的硅石液体。无定形的二氧化硅也是由SiO₄四面体連接而成。但不象在秸晶的变体内作有規律的排列，而是杂乱无章的堆集。石英玻璃的热膨脹率非常小，将它燒至白热，随即浸入冶水也不致破裂。而且石英玻璃燒到1400°C也不发軟，但普通 玻璃加热至600-900°C即軟化。石英玻璃因有这些优良性能，故常用于制造在高温时使用的仪器。
二氧化硅的化学性很不活潑，氫氟酸是唯- -的酸可以使其溶解而形成四氟化硅或氟硅酸的酸。二氧化硅不溶于水，但作为硅酸的酐与碱共熔很易轉化为硅酸盐:
SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O
与碳酸鈉共熔也得硅酸盐，二氧化碳被代换釋出:
SiO₂+Na₂CO₃=Na₂SiO₃+CO₂
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