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二氧化硅，化学式SiO₂，是地球上最丰富的化合物之一。它广泛存在于自然界中，如石英、沙子等矿物。二氧化硅由一个硅原子和两个氧原子组成，在工业生产和日常生活中都具有重要地位。
二氧化硅具有独特的三维网状结构。每个硅原子与四个氧原子结合，形成四面体结构，每个氧原子连接两个硅原子。这种连续的网状结构使得二氧化硅具有高熔点、硬度大和化学稳定性强等特点。硅氧键长约为1.6埃，键能很高，这解释了二氧化硅优异的物理化学性质。
二氧化硅具有优异的物理性质。其熔点高达1710摄氏度，沸点2230摄氏度，莫氏硬度为7，密度2.65克每立方厘米。由于其网状结构，二氧化硅不导电且化学稳定性极强。二氧化硅有多种晶型，包括低温的α-石英、高温的β-石英、方石英和鳞石英等，不同晶型在物理性质上略有差异。
二氧化硅的化学性质相对稳定，但在特定条件下会发生反应。它能与强碱如氢氧化钠反应生成硅酸钠和水。二氧化硅是唯一能与氢氟酸反应的氧化物，生成四氟化硅和水，这个反应常用于蚀刻玻璃。在高温条件下，二氧化硅可与碳反应制备硅单质。这些化学反应在工业生产中具有重要应用价值。
二氧化硅在现代工业中有着广泛的应用。在玻璃制造中，二氧化硅是主要原料，通过高温熔融形成各种玻璃制品。在半导体工业中，高纯度二氧化硅用于制造硅晶片和集成电路。建筑材料如水泥和陶瓷也大量使用二氧化硅。此外，二氧化硅还是光纤通信的核心材料。凭借其优异的物理化学性质，二氧化硅在现代工业中发挥着不可替代的重要作用。