Óxido de silicio (IV)

Óxido de silicio (IV)
[[Archivo:Archivo:DuneBlanche.jpg\|240px]] Óxido de silicio (IV)
Nombre (IUPAC) sistemático
Dióxido de silicio
General
Otros nombres	Sílice
Fórmula semidesarrollada	SiO₂
Identificadores
Número CAS	7631-86-9^[1]
Propiedades físicas
Estado de agregación	sólido
Apariencia	transparente
Densidad	2634 kg/m³; 2,634 g/cm³
Masa molar	60,0843 g/mol
Punto de fusión	1986 K (1713 °C)
Punto de ebullición	2503 K (2230 °C)
Estructura cristalina	Cuarzo, cristobalita o tridimita
Propiedades químicas
Solubilidad en agua	0,012 g en 100 g de agua
Termoquímica
Δ_fH⁰_gas	-305,43 kJ/mol
Δ_fH⁰_líquido	-899,86 kJ/mol
Δ_fH⁰_sólido	-910,86 kJ/mol
S⁰_{gas, 1 bar}	228,98 J·mol^-1·K
Riesgos
Ingestión	Bajo riesgo.
Inhalación	Irritación, exposición a largo plazo causa silicosis.
Piel	Puede causar irritación.
Ojos	Causa irritación.
Más información	NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards (en inglés)
Valores en el SI y en condiciones normales (0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

El óxido de silicio o dióxido de silicio (SiO₂) es un compuesto de silicio y oxígeno, llamado comúnmente sílice. Es uno de los componentes de la arena. En la naturaleza se da de forma natural como cuarzo.

Este peo compuesto ordenado espacialmente en una red tridimensional (cristalizado) forma el cuarzo y todas sus variedades. Si se encuentra en estado de amorfo constituye el ópalo y suele incluir un porcentaje elevado de agua.

Usos[]

El óxido de silicio (IV) se usa, entre otras cosas, para hacer vidrio, cerámicas y cemento.

El gel de sílice es un desecante, es decir que quita la humedad del lugar en que se encuentra. Se encuentra muy generalmente en paquetes nuevos de aparatos ópticos, electrónicos, etc.

Uso cerámico[]

Artículo con la función cerámica: Función sílice
.

Es un formador de vidrio. Se incorpora al vidriado como cuarzo molido. Forma parte de los feldespatos, arcillas, como fuente soluble en forma de silicato de sodio, se encuentra en todas las fritas así como en las cenizas en especial la de arroz o cañas.

En los vidriados aumenta el punto de fusión y la viscosidad.

Influye poco en los colores, excepto en los rojos de cromo y níquel. Aumenta la opacidad en vidriados ricos en zinc y bórax. Aumenta la resistencia a los ácidos.

Fases del sílice[]

Artículo principal: Inversión del cuarzo..

“El óxido de silicio (SiO2), presenta un número elevado de polimorfos, como el cuarzo (cuarzo-α, cuarzo-β), coesita, cristobalita, tridimita, etc. Esto es debido a que la estructura de un compuesto no es sólo función de la composición química del mismo, sino que también lo es de las condiciones físico-químicas de formación (esencialmente presión y temperatura). Así, el cuarzo pasa de cuarzo-α a cuarzo-β cuando se superan unos 573 ºC a 1 atmósfera de presión. Esta transformación polimórfica por desplazamiento involucra únicamente la rotación de los átomos; por lo que es muy rápida e implica un elevado cambio volumétrico. Estos cambios en densidad asociados a otras transformaciones, inducen esfuerzos que se acumulan en los moldes, o las piezas de cerámica. Por esta razón, el calentamiento entre 500 y 600ºC, se efectuará a una velocidad lenta, 0,98ºC/min, procedimiento que evita la probable fractura del molde. A 870ºC la sílice sufre una nueva transformación polimórfica de cuarzo a tridimita, sin embargo requiere de una elevada barrera energética para su transformación, por ser de tipo reconstructiva que involucra ruptura de enlaces en la estructura cristalina del cuarzo y por lo tanto es muy lenta y solo se produce cuando el calentamiento es muy lento y en ausencia de impurezas, por estos motivos, las probables fracturas en este intervalo de temperaturas no es obligatorio tomarlas en consideración durante la cocción.^[2]

Crystalline forms of SiO₂”^[3]
Form	Crystal symmetry Pearson symbol, group, No	Notes	Structure
α-quartz	rhombohedral (trigonal) hP9, P3₁21 No.152^[4]	Helical chains making individual single crystals optically active; α-quartz converts to β-quartz at 573 °C	Archivo:A-quartz.png
β-quartz	hexagonal hP18, P6₂22, No.180^[5]	closely related to α-quartz (with an Si-O-Si angle of 155°) and optically active; β-quartz converts to β-tridymite at 870 °C	Archivo:B-quartz.png
α-tridymite	orthorhombic oS24, C222₁, No.20^[6]	metastable form under normal pressure	Archivo:A-tridymite.png
β-tridymite	hexagonal hP12, P6₃/mmc, No. 194^[6]	closely related to α-tridymite; β-tridymite converts to β-cristobalite at 1470 °C	Archivo:B-tridymite.png
α-cristobalite	tetragonal tP12, P4₁2₁2, No. 92^[7]	metastable form under normal pressure	Archivo:A-cristobalite.png
β-cristobalite	cubic cF104, Fd3m, No.227^[8]	closely related to α-cristobalite; melts at 1705 °C	Archivo:B-cristobalite.png
keatite	tetragonal tP36, P4₁2₁2, No. 92^[9]	Si₅O₁₀, Si₄O₁₄, Si₈O₁₆ rings; synthesised from amorphous silica and alkali at high pressure	Archivo:Keatite.png
coesite	monoclinic mS48, C2/c, No.15^[10]	Si₄O₈ and Si₈O₁₆ rings; high pressure form (higher than keatite)	Archivo:Coesite.png
stishovite	tetragonal tP6, P4₂/mnm, No.136^[11]	rutile like with 6-fold coordinated Si; high pressure form (higher than coesite) and the densest of the polymorphs	Archivo:Stishovite.png
melanophlogite	cubic cP*, P4₂32, No.208^[12]	Si₅O₁₀, Si₆O₁₂ rings; mineral always found with hydrocarbons in interstitial spaces-a clathrasil^[13]
fibrous	orthorhombic oI12, Ibam, No.72^[14]	like SiS₂ consisting of edge sharing chains	Archivo:SiS2typeSilica.png
faujasite	cubic cF576, Fd3m, No.227^[15]	sodalite cages connected by hexagonal prisms; 12-membered ring pore opening; faujasite structure.^[16]	Archivo:Faujasite structure.svg

Toxicidad[]

No es tóxico, salvo la inhalación del polvo en grandes cantidades al respirar.

Véase también[]

Notas[]

↑ Número CAS
↑ otra de moldes
↑ Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001), Inorganic Chemistry, San Diego: Academic Press, ISBN 0-12-352651-5
↑ Lager G.A., Jorgensen J.D., Rotella F.J. (1982). "Crystal structure and thermal expansion of a-quartz SiO2 at low temperature". Journal of Applied Physics 53: 6751–6756. DOI:10.1063/1.330062.
↑ Wright A.F., Lehmann M.S. (1981). "The Structure of Quartz at 25 and 590 °C Determined by Neutron Diffraction". Journal of Solid State Chemistry 36: 371–380. DOI:10.1016/0022-4596(81)90449-7.
↑ ^6,0 ^6,1 Kuniaki Kihara, Matsumoto T., Imamura M. (1986). "Structural change of orthorhombic-I tridymite with temperature: A study based on second-order thermal-vibrational parameters". Zeitschrift fur Kristallographie 177: 27–38.
↑ Downs R.T., Palmer D.C. (1994). "The pressure behavior of a cristobalite". American Mineralogist 79: 9–14.
↑ Wright A.F., Leadbetter A.J. (1975). "The structures of the b-cristobalite phases of SiO2 and AlPO4". Philosophical Magazine 31: 1391–1401. DOI:10.1080/00318087508228690.
↑ Shropshire J., Keat P.P., Vaughan P.A. (1959). "The crystal structure of keatite, a new form of silica". Zeitschrift fur Kristallographie 112: 409–413.
↑ Levien L., Prewitt C.T. (1981). "High-pressure crystal structure and compressibility of coesite". American Mineralogist 66: 324–333.
↑ Smyth J.R., Swope R.J., Pawley A.R. (1995). "H in rutile-type compounds: II. Crystal chemistry of Al substitution in H-bearing stishovite". American Mineralogist 80: 454–456.
↑ Skinner B.J., Appleman D.E. (1963). "Melanophlogite, a cubic polymorph of silica". American Mineralogist 48: 854–867.
↑ Rosemarie Szostak (1998). Molecular sieves: Principles of Synthesis and Identification. Springer. ISBN 0751404802. http://books.google.com/books?id=lteintjA2-MC&printsec=frontcover.
↑ Weiss A. (1954). "Zur Kenntnis der faserigen Siliciumdioxyd-Modifikation". Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie 276: 95–112.
↑ Hriljac J.A., Eddy M.M., Cheetham A.K., Donohue J.A., Ray G.J. (1993). "Powder Neutron Diffraction and 29Si MAS NMR Studies of Siliceous Zeolite-Y". Journal of Solid State Chemistry 106: 66–72. DOI:10.1006/jssc.1993.1265.
↑ J. Scherzer (1978). "Dealuminated faujasite-type structures with SiO2/Al2O3 ratios over 100". Journal of Catalysis 54: 285. DOI:10.1016/0021-9517(78)90051-9.

Enlaces externos[]

Tridymite, International Chemical Safety Card 0807
Quartz, International Chemical Safety Card 0808
Cristobalite, International Chemical Safety Card 0809
amorphous, NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
crystalline, as respirable dust, NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
Formation of silicon oxide layers in the semiconductor industry. LPCVD and PECVD method in comparison. Stress prevention.
Quartz SiO₂ piezoelectric properties
Silica (SiO₂) and Water
Chisholm, Hugh, ed (1911). "Silica". Encyclopædia Britannica (Eleventh ed.). Cambridge University Press.

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[1] Número CAS

[2] tra de moldes

[Wiberg&Holleman-3] Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001), Inorganic Chemistry, San Diego: Academic Press, ISBN 0-12-352651-5

[4] Lager G.A., Jorgensen J.D., Rotella F.J. (1982). "Crystal structure and thermal expansion of a-quartz SiO2 at low temperature". Journal of Applied Physics 53: 6751–6756. DOI:10.1063/1.330062.

[5] Wright A.F., Lehmann M.S. (1981). "The Structure of Quartz at 25 and 590 °C Determined by Neutron Diffraction". Journal of Solid State Chemistry 36: 371–380. DOI:10.1016/0022-4596(81)90449-7.

[trid-6] 6,0 ^6,1 Kuniaki Kihara, Matsumoto T., Imamura M. (1986). "Structural change of orthorhombic-I tridymite with temperature: A study based on second-order thermal-vibrational parameters". Zeitschrift fur Kristallographie 177: 27–38.

[7] Downs R.T., Palmer D.C. (1994). "The pressure behavior of a cristobalite". American Mineralogist 79: 9–14.

[8] Wright A.F., Leadbetter A.J. (1975). "The structures of the b-cristobalite phases of SiO2 and AlPO4". Philosophical Magazine 31: 1391–1401. DOI:10.1080/00318087508228690.

[9] Shropshire J., Keat P.P., Vaughan P.A. (1959). "The crystal structure of keatite, a new form of silica". Zeitschrift fur Kristallographie 112: 409–413.

[10] Levien L., Prewitt C.T. (1981). "High-pressure crystal structure and compressibility of coesite". American Mineralogist 66: 324–333.

[11] Smyth J.R., Swope R.J., Pawley A.R. (1995). "H in rutile-type compounds: II. Crystal chemistry of Al substitution in H-bearing stishovite". American Mineralogist 80: 454–456.

[12] Skinner B.J., Appleman D.E. (1963). "Melanophlogite, a cubic polymorph of silica". American Mineralogist 48: 854–867.

[13] Rosemarie Szostak (1998). Molecular sieves: Principles of Synthesis and Identification. Springer. ISBN 0751404802. http://books.google.com/books?id=lteintjA2-MC&printsec=frontcover.

[14] Weiss A. (1954). "Zur Kenntnis der faserigen Siliciumdioxyd-Modifikation". Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie 276: 95–112.

[15] Hriljac J.A., Eddy M.M., Cheetham A.K., Donohue J.A., Ray G.J. (1993). "Powder Neutron Diffraction and 29Si MAS NMR Studies of Siliceous Zeolite-Y". Journal of Solid State Chemistry 106: 66–72. DOI:10.1006/jssc.1993.1265.

[fau-16] J. Scherzer (1978). "Dealuminated faujasite-type structures with SiO2/Al2O3 ratios over 100". Journal of Catalysis 54: 285. DOI:10.1016/0021-9517(78)90051-9.

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