sio2 也就是二氧化硅,属于原子晶体,它的物理性质核心特点是熔点很高 硬度大 难溶于水 不导电,晶体内部硅原子和氧原子通过共价键连续连接,形成空间网状结构,共价键作用力很强,想要破坏这个结构需要很高能量,所以才具备高熔点高硬度这些特征,自然界里面常见的石英 水晶 玛瑙主要成分都是 sio2,因为晶体结构存在晶态和无定形两种形态,所以不同形态的 sio2 在外观 密度 透光性上面会有细微差别,中学化学里面主要考察晶态二氧化硅,重点记住原子晶体带来的高熔沸点 硬度大 不溶于水 固态不导电这几项关键物理性质,做题的时候经常和二氧化碳分子晶体做对比,二者化学式类似但是晶体类型不一样,物理性质差距非常大。
核心物理性质清单
外观 纯净晶态 sio2 为无色透明晶体,含有杂质之后可以呈现不同颜色,比如玛瑙带有多种色纹
熔点 大约 1713 摄氏度,熔点很高
沸点 大约 2230 摄氏度
硬度 莫氏硬度大约 7,质地坚硬,不容易刻画
溶解性 难溶于水,也不溶于普通的酸,只可以和氢氟酸发生化学反应
导电性 固态和熔融状态都不导电,因为内部没有自由移动离子,也没有自由电子
密度 大约 2.2 到 2.66 克每立方厘米,晶态和无定形 sio2 密度略有差别
光学性质 晶态 sio2 具有透光性,水晶可以透过可见光,还有一定的折射特性
晶态与无定形 sio2 对比表格
| 项目 | 晶态 sio2 | 无定形 sio2 |
|---|---|---|
| 结构 | 规则空间网状晶体 | 无序网状结构 |
| 外观 | 透明晶体 | 玻璃状固体 |
| 熔点 | 有固定熔点 | 没有固定熔点,软化温度区间 |
| 代表物质 | 水晶 石英 | 石英玻璃 |
性质成因深度说明
sio2 是原子晶体,每一个硅原子周围结合四个氧原子,每一个氧原子连接两个硅原子,整个晶体是一个巨型共价网状大分子,不存在独立的 sio2 小分子,这和二氧化碳不一样,二氧化碳是独立小分子靠分子间作用力结合,分子间作用力弱,所以二氧化碳熔沸点很低,这个结构差异就是 sio2 物理性质特殊的根本原因。
易混考点提示
第一 sio2 难溶于水,不能写成可以和水反应生成硅酸,这个属于化学性质,不是物理性质
第二 熔融 sio2 依旧不导电,不要误以为高温之后会电离导电
第三 莫氏硬度 7,比普通玻璃硬度更高,可以刻划普通玻璃
【常见问题】
问题 1 sio2 有那些物理性质里面为什么熔点很高
回答 1 sio2 有那些物理性质里面熔点很高,原因是 sio2 属于原子晶体,硅氧共价键作用力强,破坏共价键需要大量能量,所以 sio2 有那些物理性质里熔点达到一千七百多度。
问题 2 sio2 有那些物理性质里面能不能导电
回答 1 sio2 有那些物理性质里面固态和熔融状态都不能导电,sio2 内部没有自由移动的带电粒子,所以 sio2 有那些物理性质里面不具备导电能力。
问题 3 sio2 有那些物理性质里面是否溶于水
回答 1 sio2 有那些物理性质里面是难溶于水,常温下 sio2 不会在水中溶解,这是 sio2 有那些物理性质里面非常高频考点。
问题 4 sio2 有那些物理性质和二氧化碳物理性质差别大吗
回答 1 sio2 有那些物理性质和二氧化碳差别很大,sio2 有那些物理性质表现为高熔点高硬度,二氧化碳是分子晶体常温气体,虽然化学式相似,晶体类型不同,sio2 有那些物理性质和二氧化碳差异明显。
【免责申明】
本文属于中学化学知识点讲解,数值为教材常用参考数值,不同晶型和纯度的 sio2 参数会有小幅波动,本文不替代专业教材与教师课堂教学。


