二氧化硅是硅最重要的化合物，约占地壳质量的12%，石英是地壳含量第二多的矿石，石英岩总称硅石。
自然界中二氧化硅的存在形态有结晶形和无定形两大类。
结晶形：如石英
无定形：如蛋白石、硅藻土
自生二氧化硅矿物有三种变体，即蛋白石、玉髓和石英。
蛋白石是直接从水溶液析出二氧化硅，胶体脱水而成的，因而是非晶质的。
玉髓是隐晶质的二氧化硅矿物，是由蛋白石结晶而成的，是石英的纤维状显微晶聚合体，故其是介于蛋白石和石英之间的过渡类型。
玛瑙是玉髓类矿物的一种。
石英多是由蛋白石经玉髓阶段重结晶而来，也有从溶液中直接缓慢沉淀而成的。
无色全透明的石英称为水晶。含不同微量杂质而呈不同的颜色，如含锰和铁而显紫色的称紫水晶。
水晶
中国地质博物馆藏玛瑙中国地质博物馆藏
二氧化硅晶体中，硅原子位于正四面体的中心，四个氧原子位于正四面体的四个顶角上，许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连，每个氧原子为两个四面体共有，即每个氧原子与两个硅原子相结合。二氧化硅的最简式是SiO2，但SiO2不代表一个简单分子，仅表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。二氧化硅的微观结构
左：局部结构右：方石英晶胞
由于二氧化硅这种类似金刚石的结构，使得二氧化硅熔点高、硬度大、难溶于水。二氧化硅的主要用途是是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃（硅酸钠溶液）、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料。光导纤维简称光纤，是指由透明材料作成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料作成的包层所被覆，并将射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信号在纤芯中传播前进的媒体。石英光纤是以二氧化硅为主要原料，并按不同的掺杂量，来控制纤芯和包层的折射率分布的光纤。
光纤原理人造石英还是石英表中的重要器件。
quartzoscillator即为石英振子
石英表机芯
石英有这样的特点：当在晶体上施加电气时，晶体便产生机械变形，当在晶体上施加压力时，它便变形产生电气。这种现象叫做石英的压电效应。因它具有这种特性而且振荡频率高而稳定，所以，被视为理想的振荡器件而应用于电子表中。由于采用了石英晶体振荡子代替摆轮，使得电子表比机械表的走时精度提高了千百倍。
知识卡片
职业风险
经口摄取的二氧化硅基本上是无毒的，然而，吸入细分散的结晶二氧化硅粉尘可能导致硅肺病（旧称矽肺，矽xī，硅的旧称），支气管炎或癌症。
年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，石英或方石英形式的晶状硅尘在一类致癌物清单中。
长期接触各种金属、煤粉、耐火材料、石粉、水泥、玻璃、陶瓷等工种的工人要注意防尘。
化学性质
酸性氧化物，但不能溶于水生成酸
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液
SiO2+CaO=高温=CaSiO3
SiO2+Na2CO3=高温=Na2SiO3+CO2↑
弱氧化性
SiO2+2C=高温=Si+2CO↑
特性
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
氢氟酸可用来刻蚀玻璃
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