Оксид кремния

Прозрачный шар, сверкающий на Солнце чистотой холодной ключевой воды, чистый песок на берегу моря, красиво ограненный груды горного хрусталя, окаменелое дерево, превращенное в камень, грубо обработанные наконечники стрелы древнего человека... все это одно и то же соединение...?
А.Е.Ферсман

Кремний самый распространенный элемент земной коры, занимает после кислорода 2 место по массе.
Кварц — один из самых распространённых минералов в земной коре.
Из кремнезема и силикатов состоит 87 % массы литосферы.
SiO2 (диоксид кремния (IV)- наиболее характерный и устойчивый оксид кремния. Известно несколько полиморфных модификаций SiO2 (кремнезема), в том числе кварц, кристоболит и трибимит.

Свойства:
Относится к группе кислотных оксидов;
В воде нерастворим;
При нагревании взаимодействует с основными оксидами и щелочами;
Растворяется в плавиковой кислоте;
Имеет атомную кристаллическую решетку.

Свойства:
При обычных условиях :
SiO₂ + 2KOH → K₂SiO₃ + H₂O
SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O - травление стекла
Реакции лежащие в основе получения стекла, а также цемента:
SiO₂ + CaO → CaSiO₃
SiO₂ + Na₂CO₃ →Na₂SiO₃ +CO₂

Свойства:
Состав обычного стекла Na₂O ⋅ CaO ⋅ 6SiO₂ .
Получают сплавлением смеси соды, песка и известняка при 1400⁰ С.
Na₂CO₃ + CaCO₃ + 6SiO₂ → Na₂O ⋅ CaO ⋅ 6SiO₂ + 2CO₂
Для небьющегося, огнеупорного стекла добавляют при варке оксиды бария, свинца, бора.
Для цветных стекол :
- Сo₂O₃ - синий;
- Cr₂O₃ - зеленый;
- MnO₂ - розовый.

Применение
производство стекла, керамики, абразивов, бетонных изделий
как наполнитель в производстве резин
хромотографии
радиотехнике
ультразвуковых установок
зажигалок
производство волоконно-оптических кабелей
в фармацевтической промышленности

Кварц
Бесцветное твердое вещество.
Свойства:
Твердость 7;
Плотность 2.6 — 2.65 г/см3;
Растворяется в плавиковой кислоте
Температура плавления 1713–1728 °С (из-за высокой вязкости расплава определение температуры плавления затруднено, существуют различные данные);
Диэлектрик (электрический ток не проводит);
Пьезоэлектрик;
SiO2 относится к группе стеклообразующих оксидов, то есть, склонен к образованию переохлажденного расплава — стекла.

Разновидности кварца
КВАРЦ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ:
Горный хрусталь – бесцветный и абсолютно прозрачный;
Аметист – фиолетовый;
Морион – черный полу или непрозрачный;
Цитрин – золотистый или лимонно-желтый;
Дымчатый кварц – раухтопаз - дымчатый, прозрачный, сероватый до густо-коричневого.
С включениями:
Празем – зеленоватый кварц с иголочками актинолита;
Авантюрин – желтовато-бурый с железной слюдкой. Придающий мерцающий эффект;
Кошачий, тигровый и соколиный глаз - с шелковистым отливом за счет асбестовидных волокнистых минералов;
Кварц-волосатик - с включениями тонкоигольчатых кристаллов рутила;
Сургучно-красный и розовый кварц – тонкодисперсные оксиды железа;
Льдистый кварц – полупрозрачный, неоднородный.

Разновидности кварца
ХАЛЦЕДОНЫ:
Сердолик - желтый, красный, оранжевый;
Сардер – коричневый, красно-бурый;
Хризопраз - зеленый, голубовато-зеленый;
Сапфирин - голубоватый, синевато-черный.
АГАТЫ:
Карнеолониксы с чередованием белых и красных полос;
Сардониксы - белые и бурые;
Арабский оникс - белые и черные;
Моховый (ландшафтный) агат - с дендритовыми или перистыми включениями в голубовато-сером, беловатом халцедоне;
Гелиотроп – зеленый халцедон с кроваво-красными включениями гематита;
Огненные агаты с иголочками гематита;
Бразильский - с концентрическими слоями;
Бастионный - слои образуют рисунок, напоминающий изображения бастионов;
Другие разновидности - глазковый, голубой, дисковый, звездчатый.

Разновидности кварца
ОПАЛЫ:
Гиалит - бесцветный и прозрачный;
Гидрофан – полупрозрачный;
Молочный опал – просвечивающийся, иногда с голубоватым или зеленоватым оттенком;
Древесный опал – желтый или бурый, заместивший древесину с сохранением деталей ее строения;
Кахолонг – белый, непрозрачный;
Благородный опал – с ярко выраженной опалесценцией различного цвета на фоне полупрозрачной основной массы. Среди благородных опалов различают черные, темноокрашенные, белые, арлекины – пестроцветные, огненные, джиразоль – голубые с игрой в красных тонах и др.

Агат
Агат — минерал, скрытокристаллическая разновидность кварца. Ювелиры называют агатом также разновидности халцедона без явной слоистости, но с различными включениями, создающими конкретный рисунок: моховой агат, агат звёздчатый и другие. Название происходит от реки Ахатес на Сицилии (возможно, современная Караби), другое толкование — от греческого «агатес» — счастливый.

Агат
Непрозрачен, просвечивает в краях. В большинстве агатов чередуются слои собственно халцедона и его структурной разновидности – кварцина (лютецина), отличающейся от халцедона направлением удлинения волокон.
По цвету очень разнообразен, обычно преобладает чередование серо-голубых и белых слоёв. Если с белыми слоями чередуются слои жёлтого, красного, бурого, чёрного или другого цвета, то такая разновидность может иметь собственное название.

Аметист
Аметист — синяя или фиолетовая разновидность кварца, употребляемая как украшение наподобие драгоценных камней. Аметист встречается в жилах и пустотах среди кристаллических горных пород, в друзах агатовых шаров, в миндальных камнях и т.п.

Цитрин
Цитрин — минерал, полудрагоценный камень, разновидность горного хрусталя.
Название произошло от лат. citrus — лимонно-жёлтый. Окраска от светло-лимонной до янтарно-медовой. Прозрачный
Как и все кварцы, обладает пьезоэлектрическими свойствами.
Окраска цитринов обусловлена присутствием примесей трёхвалентного железа.

Опал
Опал (санскрит: упала — драгоценный камень) . Его химическая формула SiO2×nH2O. Вода составляет обычно несколько процентов, максимально 25. Как аморфное тело опал (почти как стекло) не располагает кристаллической структурой.
Применение:
Благородный опал обрабатывается в форме кабошонов и используются в ювелирном деле.
Состоящие из опала диатомит, трепел и опока — сырье для цемента, наполнители и т.п.

Горный хрусталь
Горный хрусталь — минерал, бесцветная, прозрачная разновидность кварца, одна из кристаллических модификаций кремнезема (SiO2). Практическое значение имеют кристаллы размером 3—5 см. В России месторождения есть на Урале. Монокристаллы горного хрусталя выращивают в автоклавах. Добавление Ge увеличивает, a Al уменьшает показатели преломления, Fe2+ — придает зеленый, Fe3+ — бурый, Со — синий цвет.
Разновидности :
аметист, цитрин, раухтопаз (дымчатый кварц), морион, волосатик, "Волосы Венеры"(с включениями рутила).

Авантюрин
Авантюрин - (от итал. per avventura – «случайно») - мелкозернистая разновидность кварца, заключающая равномерно рассеянные, мелкие чешуйки слюды или гематита. В чистый прозрачный кварц иногда включены тонкие волосяные кристаллы рутила, так называемые «стрелы Амура».
Иногда включения предоставлены пластинками слюды, гематита и других чешуйчатых минералов. Такие камни с живописными блестками напоминают стекло, содержащее кристаллы меди, и называемое «авантюрин».
Цвет белый, розовый, желтый, красно-бурый, кирпично- и вишнево-красный, очень редко - зеленый или синий.

Оникс
Оникс - в переводе с арабского – «печаль, скорбь».
Применение
Агатовый и сердоликовый оникс ("сардоникс", "сард") использовался людьми с доисторических времён для изготовления небольших резных художественных украшений (глиптика), а также резных печатей. Кальцитовые ( мраморный и др.) виды ониксов широко используются в более крупных изделиях, в мозаике и облицовке. Из оникса вырезают разнообразные ювелирные изделия, из наиболее редких и качественных сортов сардоникса - камеи, в которых более высокая часть темного изображения контрастирует со светлым фоном.

Халцедон
Халцедон — полупрозрачный минерал, тонковолокнистая разновидность кварца. Полупрозрачен или просвечивает, цвет от белого до медово-жёлтого.
Имеет много разновидностей, окрашеннных в различные цвета: красноватый (сердолик), зеленоватый (хризопраз), голубоватый (сапфирин) и другие.
ПРИМЕНЕНИЕ
Используется в изготовлении ювелирных изделий . Полосчатый халцедон, состоящий из отличающихся по оттенку, прозрачности и плотности слоёв, называется агатом.
Из однородных или параллельно-полосчатых участков агата с древнейших времен вытачивали многослойные рельефные художественные изображения, (глиптика).
Название получил по древнегреческому городу Халькедон (в Малой Азии).

Яшма
Яшма — скрытокристаллическая горная порода, сложенная в основном кварцем, халцедоном и пигментированная примесями других минералов, полудрагоценный поделочный камень.
Применение
Используется как поделочный и облицовочно-декоративный камень,а также ювелирных изделиях.
Из недекоративных яшм изготавливают ступки, пестики, валы и другие изделия.
Бархатисто-черная яшма (ледит) используется как пробирный камень для определения по цвету черты содержания золота в его сплавах.

Ювелирные (драгоценные) камни
Ювелирные камни классифицируются по прозрачности, окраске, блеску, частоте распространения в природе, долговечности, рыночной стоимости.
Первая группа - ювелирные (драгоценные) камни:
I порядок: алмаз, изумруд, синий сапфир, рубин.
II порядок: александрит, благородный жадеит, оранжевый, желтый и фиолетовый сапфир, благородный черный опал.
III порядок: демантоид (хризолит), благородная шпинель, благородный белый и огненный опал, аквамарин, топаз, лунный камень, родолит, красный турмалин.
IV порядок: синий, зеленый, розовый и полихромный турмалин, циркон (гиацинт), берилл, бирюза, аметист, хризопраз, гранат, цитрин, благородный сподумен.

Ювелирные (драгоценные) камни
Вторая группа - ювелирно-поделочные камни:
I порядок: раухтопаз, гематит-кровавик, янтарь, горный хрусталь, жадеит, нефрит, лазурит, малахит, авантюрин.
II порядок: агат, цветной халцедон, гелиотроп, розовый кварц, иризирующий обсидиан, обыкновенный опал, лабрадор и другие непрозрачные иризирующие шпаты.
Третья группа - поделочные камни:
Яшмы, гранит, окаменелое дерево, мраморный оникс, обсидиан, гагат, селенит, флюорит, цветной мрамор и др.

Интересные факты
Ещё древние греки связывали с яшмой возможность противодействовать ядам и исцеляться от всех недугов. Так, Византийский император Мануил подарил монастырю на Афонской горе чашу из яшмы, которая, по преданию, противодействовала ядам и исцеляла от всех болезней.
Талисман из яшмы дарует мудрость, силу предвидения и твёрдость духа; способствует выравниванию отношений на работе, с начальством.
Символическое значение: храбрость.
Лечебные эффекты (литотерапия): яшма оранжевых оттенков - дневные, высокоэнергетичные камни, камни-лекари с широким спектром деятельности. Кровавая яшма обладает огромным кровоочистительным потенциалом, останавливает кровь при кровотечениях, заживляет раны.
Яшма укрепляет сердце, зрение, желудок.