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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，键角为109.5度。每个氧原子则连接两个硅原子，形成桥氧结构。这种连续的三维网状结构使得二氧化硅具有高熔点、高硬度和优异的化学稳定性。
二氧化硅具有优异的物理性质。其熔点高达1710摄氏度，远高于普通化合物，这源于其坚固的三维网状结构。硬度达到莫氏硬度7级，仅次于金刚石。由于没有自由电子，二氧化硅不导电。它还具有良好的化学稳定性和透明性。不同的晶型如石英、方石英等在性质上略有差异。
二氧化硅具有很强的化学稳定性，不溶于水和一般的酸。但它能与强碱如氢氧化钠反应生成硅酸钠和水。二氧化硅还能与氢氟酸反应，这是唯一能溶解二氧化硅的酸，生成四氟化硅和水。在高温条件下，二氧化硅可以与碳反应生成硅和一氧化碳。这些反应的发生都与二氧化硅的网状结构有关。
二氧化硅在工业中有广泛应用。在玻璃制造中，二氧化硅是主要原料，利用其高温熔融特性制成各种玻璃制品。在半导体工业中，高纯度二氧化硅用于制造硅晶片和绝缘层。建筑行业中，二氧化硅是水泥和陶瓷的重要成分。光纤通信利用其优异的光学性能传输信号。这些应用都基于二氧化硅独特的结构和性质。