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二酸化ケイ素

α-石英の化学構造式

二酸化ケイ素Silicon dioxideは,化学式 SiO2 で表される無機化合物です。

目次
  1. 1名称
  2. 2化学式と構造
  3. 3物質情報
  4. 4構成要素
  5. 5熱力学的性質
  6. 6溶解度
  7. 7危険有害性
  8. 8製法
  9. 9化学反応
  10. 10参考文献
  11. 11関連物質
  12. 12関連カテゴリ

名称

物質名称一覧

命名法
Nomenclature
名称
Name
代表的名称
Typical name
二酸化ケイ素
Silicon dioxide
組成命名法
Compositional nomenclature
二酸化ケイ素
Silicon dioxide

化学式と構造

化学式一覧

化学式名称
Formula name
化学式
Formula
代表的化学式
Typical formula
SiO2
組成式
Compositional formula
SiO2
構造式
Structural formula
α-石英の化学構造式
α-石英
β-クリストバライトの化学構造式
β-クリストバライト

物質情報

物質情報一覧

項目
Item
Value
名称
Name
二酸化ケイ素
Silicon dioxide
化学式
Formula
SiO2
外観
Appearance
無色の固体
Colorless solid
臭気
Odor
無臭
Odorless
モル質量
Molar mass
60.083 g/mol
密度
Density
2.648 g/cm3[1][2]
固体, α石英
2.533 g/cm3[2]
固体, 600°C, β石英
融点
Melting point
573 °C[1][2]
α石英→β石英
867 °C[2]
β石英→トリディマイト
沸点
Boiling point
2950 °C[1][2]

構成要素

構成原子

原子
Atom
名称
Name
酸化数
Oxidation state
個数
Number
Siケイ素+41
O酸素−22

原子の比率

原子
Atom
原子量
Atomic weight
個数
Number
原子比率
Atomic ratio
重量比率
Weight ratio
Si28.085133.33%46.74%
O15.999266.67%53.26%
SiO原子比率
SiO重量比率

熱力学的性質

相転移特性

項目
Item
Value
融解熱
Enthalpy of fusion
7.7 kJ · mol−1[1]
石英, at 573°C
8.51 kJ · mol−1[1]
クリストバライト, at 573°C
9.6 kJ · mol−1[2]
クリストバライト, at 1722°C
蒸発熱
Enthalpy of vaporization
蒸発熱 (25°C)
Enthalpy of vaporization at 25°C
600 kJ · mol−1[1]
石英
その他転移エンタルピー
Enthalpy of other transition
0.73 kJ · mol−1[1]
石英, at 574°C
2.0 kJ · mol−1[1]
石英, at 806°C

標準熱力学特性

状態
State
標準生成
エンタルピー
ΔfH°
kJ · mol−1
標準生成
ギブス
エネルギー
ΔfG°
kJ · mol−1
標準モル
エントロピー
S°
J · K−1 · mol−1
標準モル
定圧熱容量
Cp°
J · K−1 · mol−1
結晶性固体
α-石英
−910.94[3]−856.64[3]41.84[3]44.43[3]
結晶性固体
α-クリストバライト
−909.48[3]−855.43[3]42.68[3]44.18[3]
結晶性固体
α-トリディマイト
−909.06[3]−855.26[3]43.5[3]44.60[3]
非晶質固体−903.49[3]−850.70[3]46.9[3]44.4[3]
気体−322.[3]
水溶液 (非解離状態)−897.0[3]

溶解度

溶解性

反応
Reactive
混和
Miscible
易溶
Very soluble
可溶
Soluble
HF (aq)[1]フッ化水素酸
微溶
Slightly soluble
難溶
Very slightly soluble
不溶
Insoluble

危険有害性

GHSラベル[4]

物理的危険性[4]

健康有害性[4]

環境有害性[4]

製法

非金属非金属の反応

非金属非金属が反応すると,二酸化ケイ素が生成する場合があります。

ケイ素酸素の反応
ΔrG−856.64 kJ/mol
K1.19 × 10150
pK−150.08
ケイ素オゾンの反応
ΔrG−2896.3 kJ/mol
K2.57 × 10507
pK−507.41

弱酸の塩強酸の反応

弱酸の塩強酸が反応すると,二酸化ケイ素が生成する場合があります。

オキソ酸脱水性酸性酸化物の反応

オキソ酸脱水性酸性酸化物が反応すると,二酸化ケイ素が生成する場合があります。

ケイ酸十酸化四リンの反応
ΔrG−349.9 kJ/mol
K1.99 × 1061
pK−61.30

分解反応

熱分解性物質が分解すると,二酸化ケイ素が生成する場合があります。

メタケイ酸の分解
ΔrG−1.4 kJ/mol
K1.76 × 100
pK−0.25

還元性非金属酸化物の反応

還元性非金属酸化物が反応すると,二酸化ケイ素が生成する場合があります。

化学反応

塩基との反応

塩基二酸化ケイ素が反応すると,オキソ酸塩が生成します。

塩基性酸化物との反応

塩基性酸化物二酸化ケイ素が反応すると,オキソ酸塩が生成します。

との反応

二酸化ケイ素が反応すると,メタケイ酸が生成します。

二酸化ケイ素の反応
ΔrG1.4 kJ/mol
K0.57 × 100
pK0.25

陰イオンとの反応

二酸化ケイ素陰イオンが反応すると,陰イオンが生成します。

二酸化ケイ素ケイ酸イオンの反応
SiO2二酸化ケイ素 + SiO44−ケイ酸イオン
2SiO32−メタケイ酸イオン
二酸化ケイ素酸化物イオンの反応
SiO2二酸化ケイ素 + 2O2−酸化物イオン
SiO44−ケイ酸イオン
二酸化ケイ素酸化物イオンの反応
SiO2二酸化ケイ素 + O2−酸化物イオン
SiO32−メタケイ酸イオン
二酸化ケイ素ケイ酸二水素イオンの反応
SiO2二酸化ケイ素 + H2SiO42−ケイ酸二水素イオン
2HSiO3メタケイ酸水素イオン

還元性非金属との反応

還元性非金属二酸化ケイ素が反応すると,単体/酸化物非金属酸化物が生成します。

水素二酸化ケイ素の反応
ΔrG382.38 kJ/mol
K0.10 × 10−66
pK66.99
炭素二酸化ケイ素の反応
ΔrG462.28 kJ/mol
K0.10 × 10−80
pK80.99
炭素二酸化ケイ素の反応
ΔrG582.30 kJ/mol
K0.97 × 10−102
pK102.01

活性金属との反応

活性金属二酸化ケイ素が反応すると,水素が生成します。

還元性化学種との反応

還元性化学種二酸化ケイ素が反応すると,種々の生成物が生成します。

参考文献

参考文献一覧

  1. 1
  2. 2
    John R. Rumble Jr, David R. Lide, Thomas J. Bruno (2019)
    CRC Handbook of Chemistry and Physics 100th Edition
    CRC Press

  3. 3
  4. 4