硅原子

硅原子

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2023年3月18日发(作者：gb50107)

SiO2晶体结构描述

SiO2晶体结构描述

⼆氧化硅晶体中，硅原⼦的4个价电⼦与4个氧原⼦形成4个共价键，硅原⼦位于正四⾯体的中⼼，4个氧原⼦位于正四⾯体的4

个顶⾓上。化学式SiO2，式量60.08。也叫硅⽯，是⼀种坚硬难溶的固体。它常以⽯英、鳞⽯英、⽅⽯英三种变体出现。从地

⾯往下16千⽶⼏乎65％为⼆氧化硅的矿⽯。天然的⼆氧化硅分为晶态和⽆定形两⼤类，晶态⼆氧化硅主要存在于⽯英矿中。纯

⽯英为⽆⾊晶体，⼤⽽透明的棱柱状⽯英为⽔晶。⼆氧化硅是硅原⼦跟四个氧原⼦形成的四⾯体结构的原⼦晶体，整个晶体⼜

可以看作是⼀个巨⼤分⼦，SiO2是最简式，并不表⽰单个分⼦。⼆氧化硅晶内Si原⼦均以sp3杂化，分别与4个O原⼦成键，构

成Si-O四⾯体（如图B所⽰）并占据四⾯体中⼼位置，配位数为4；O位于四⾯体的⾓顶。

晶体结构属于等轴晶系，对称型为3L44L36L29PC，点如图A、B所⽰的SiO

2

群为m-3m，空间群为中⼼对称。在⼆氧化硅晶胞中，有8个硅原⼦位于⽴⽅晶胞的8个⾓顶，有6个硅原⼦位于晶胞的6个⾯

⼼，还有4个硅原⼦与16个氧原⼦在晶胞内构成4个硅氧四⾯体，它们均匀错开排列于晶胞内。

通过电负性数据计算可知，在⼆氧化硅晶体中，Si-O键各含50%共价键和50%离⼦键。Si与4个O共⽤4个电⼦，所以化合价为

+4；O的化合价则为-2。

⼆氧化硅晶体中，由于Si的sp3杂化致使4个Si-O键键能相同，Si-O四⾯体没有极化和畸变，结构稳定。Si-O四⾯体通过共⽤⾓

顶的O连接，在空间形成三维⽹状结构。