Kas ir kristāliskais silīcija dioksīds?

Silīcija dioksīdu nevajadzētu sajaukt ar silīciju, silikātiem vai silikonu. Silīcijs ir elements Si, kas kopā ar skābekli veido silīcija dioksīdu. Silīcijs ir otrs visizplatītākais elements uz Zemes, blakus skābeklim. Silikāti veidojas arī, apvienojot silīciju un skābekli, bet to ķīmiskajā sastāvā ir arī metāls. Silikoni ir polimēri, sintētiski izgatavoti savienojumi.

Divos veidos silīcija dioksīds var būt kristālisks vai amorfs. Lai silīcija dioksīds būtu kristālisks, tā molekulām jābūt sakārtotām trīsdimensiju atkārtošanās veidā. Amorfajam silīcija dioksīdam nav kristāliskas struktūras. Opāli ir nekristāliska silīcija dioksīda veids.

Tā kā kristāliskais silīcija dioksīds ir polimorfs, to var atrast vairāk nekā vienā stāvoklī. Ir septiņi SiO2 polimorfi jeb formas. Četri no šiem veidiem ir ārkārtīgi reti. Pārējie trīs – kvarcs, kristobalīts un tridimīts – ir sastopami parasti.

Kvarcam ir arī divi stāvokļi – alfa un beta. Alfa kvarcs parasti ir sastopams dabā. Kad kvarcs tiek uzkarsēts līdz 1,063.4 ° F (573 ° C), tas pārvēršas par beta kvarcu. Ražošanas procesi rada šīs izmaiņas, taču procesu var pabeigt arī zibens vai meteori.

Stikla ražošanā bieži izmanto augsnes un smilšu sastāvdaļu, kristālisko silīcija dioksīdu. Sildot, smiltis, kas satur SiO2, sacietē stiklā. Pirmā reģistrētā stikla izgatavošana notika Ēģiptē apmēram pirms 5,000 gadiem.

Papildus smiltīm kristāliskais silīcija dioksīds ir atrodams visos iežu veidojumos. Magnētiskajos iežos ir vismazākais kvarca daudzums, salīdzinot ar nogulumiežiem vai metamorfajiem iežiem. Magmatiskais iezis, kas izgatavots no lavas, satur silīciju, skābekli un metālus, tāpēc parasti veidojas silīcijs. Ja pēc metāla noplicināšanas paliek silīcija un skābekļa pārpalikums, veidosies arī kvarcs. Apmēram 12 procenti magmatisko iežu ir SiO2.

Kristālisko silīcija dioksīdu izmanto daudzās ražošanas nozarēs, kā arī keramikā, stikla ražošanā, kā arī plastmasas un gumijas pildvielām. Turklāt tas ir atrodams betonā, granītā, smilšakmenī un citos akmeņos. Daudzas slavenas struktūras, piemēram, Baltais nams Vašingtonā, DC, satur kristālisku silīcija dioksīdu.

Darbs ar kristālisko silīcija dioksīdu var būt bīstams. Kvarca urbšanas vai griešanas radītie putekļi ir viegli ieelpojami un izraisīs silikozi, kas veido rētaudi plaušās un padara slimu cilvēku uzņēmīgāku pret citām plaušu slimībām, piemēram, tuberkulozi. Strādājot ar šo materiālu, jāievēro īpaša piesardzība.