КРЕ́МНИЯ ДИОКСИ́Д

КРЕ́МНИЯ ДИОКСИ́Д (крем­не­зём), хи­мич. со­еди­не­ние крем­ния с ки­сло­ро­дом, SiO₂. К. д. – бес­цвет­ное твёр­дое кри­стал­лич. или аморф­ное ве­ще­ст­во. К. д. ши­ро­ко рас­про­стра­нён в при­ро­де, его со­дер­жа­ние в зем­ной ко­ре ок. 12% по мас­се (см. Крем­не­зё­ма ми­не­ра­лы). При нор­маль­ном дав­ле­нии су­ще­ст­ву­ют три кри­стал­лич. мо­ди­фи­ка­ции: кварц, кри­сто­ба­лит и три­ди­мит, ус­той­чи­вые в оп­ре­де­лён­ных об­лас­тях тем­пе­ра­тур (для ка­ж­дой мо­ди­фи­ка­ции из­вест­ны низ­ко­тем­пе­ра­тур­ные α-фор­мы и вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ные β-фор­мы); при вы­со­ких дав­ле­ни­ях об­ра­зу­ют­ся ко­эсит и сти­шо­вит. Для разл. мо­ди­фи­ка­ций К. д. $t$_пл 1610–1723 °C, плот­ность 1970–4350 кг/м³; крем­не­зём прак­ти­че­ски не­рас­тво­рим в во­де. Рас­плав­лен­ный К. д. за­твер­де­ва­ет в аморф­ную мас­су (см. Квар­це­вое стек­ло).

К. д. про­яв­ля­ет свой­ст­ва ки­слот­ных ок­си­дов: взаи­мо­дей­ст­ву­ет с рас­тво­ра­ми и рас­пла­ва­ми ще­ло­чей, оснóвными ок­си­да­ми и не­ор­га­нич. кар­бо­на­та­ми с об­ра­зо­ва­ни­ем си­ли­ка­тов. К. д. сто­ек к воз­дей­ст­вию боль­шин­ст­ва ки­слот, взаи­мо­дей­ст­ву­ет толь­ко с HF с об­ра­зо­ва­ни­ем крем­неф­то­ро­во­до­род­ной ки­сло­ты: SiO₂ + 6HF = H₂[SiF₆] + 2H₂O. При темп-ре вы­ше 1000 °C ме­тал­лы, уг­ле­род и во­до­род вос­ста­нав­ли­ва­ют К. д. до эле­мен­тар­но­го крем­ния (напр.: SiO₂ + 2Mg = Si + 2MgO, SiO₂ + 2H₂ = Si + 2H₂O); при из­быт­ке ме­тал­ла-вос­ста­но­ви­те­ля об­ра­зу­ют­ся си­ли­ци­ды (Si + 2Mg = Mg₂Si).

Мо­но­кри­стал­лы К. д. вы­ра­щи­ва­ют в гид­ро­тер­маль­ных ус­ло­ви­ях из рас­плава SiO₂; раз­ло­же­ни­ем па­ров SiCl₄ в ат­мо­сфе­ре во­дя­но­го па­ра при темп-ре 1100–1400 °С по­лу­ча­ют вы­со­ко­дис­перс­ный аморф­ный SiO₂ с удель­ной по­верхно­стью (1,75–3,80)·10⁵ м²/кг (т.н. аэ­ро­сил); оса­ж­де­ни­ем из рас­тво­ров Na₂SiO₃ кис­лы­ми реа­ген­та­ми, а так­же дей­ст­ви­ем вод­но­го рас­тво­ра NH₃ на (NH₄)[SiF₆] по­лу­ча­ют дис­перс­ный аморф­ный SiO₂ c удель­ной по­верх­но­стью 5·10⁴ м²/кг (т. н. бе­лую са­жу).

Мо­но­кри­стал­лы К. д. при­ме­ня­ют­ся в ге­не­ра­то­рах ульт­ра­зву­ка, зву­ко­про­во­дя­щей ап­па­ра­ту­ры и т. п.; бе­лая са­жа и аэ­ро­сил – на­пол­ни­те­ли в про­из-ве ре­зи­ны, аэ­ро­сил так­же ад­сор­бент в хро­ма­то­гра­фии, за­гус­ти­тель сма­зоч­ных ма­те­риа­лов, кле­ёв, кра­сок; при­род­ный SiO₂ – сы­рьё в про­из-ве тех­нич. Si, квар­це­во­го стек­ла, си­ли­каль­ци­та, ком­по­нент ке­ра­ми­ки, аб­ра­зив­ных ма­те­риа­лов. Про­зрач­ные бес­цвет­ные и ок­ра­шен­ные мо­но­кри­стал­лы К. д. – дра­го­цен­ные кам­ни (напр., гор­ный хру­сталь, аме­тист).