Диокси́д кре́мния (кремнезём), химическое соединение кремния с кислородом, SiO₂. Диоксид кремния – бесцветное твёрдое кристаллическое или аморфное вещество. Диоксид кремния широко распространён в природе, его содержание в земной коре около 12 % по массе. При нормальном давлении существуют три кристаллические модификации: кварц, кристобалит и тридимит, устойчивые в определённых областях температур (для каждой модификации известны низкотемпературные α-формы и высокотемпературные β-формы); при высоких давлениях образуются коэсит и стишовит. Для различных модификаций диоксида кремния t_пл 1610–1723 °C, плотность 1970–4350 кг/м³; кремнезём практически нерастворим в воде. Расплавленный диоксид кремния затвердевает в аморфную массу.

Друза кристаллов кварца. Окрестности г. Миасс, Южный Урал (Россия). Фото: Наталья Пекова.Друза кристаллов кварца. Окрестности г. Миасс, Южный Урал (Россия). Фото: Наталья Пекова.

Диоксид кремния проявляет свойства кислотных оксидов: взаимодействует с растворами и расплавами щелочей, оснóвными оксидами и неорганическими карбонатами с образованием силикатов. Диоксид кремния стоек к воздействию большинства кислот, взаимодействует только с фтороводородом HF с образованием кремнефтороводородной кислоты: $SiO_2 + 6HF = H_2[SiF_6] + 2H_2O$. При температуре выше 1000 °C металлы, углерод и водород восстанавливают диоксид кремния до элементарного кремния (например: $SiO_2 + 2Mg = Si + 2MgO$, $SiO_2 + 2H_2 = Si + 2H_2O$); при избытке металла-восстановителя образуются силициды ($Si + 2Mg = Mg_2Si$).

Монокристаллы диоксида кремния выращивают в гидротермальных условиях из расплава SiO₂; разложением паров хлорида кремния SiCl₄ в атмосфере водяного пара при температуре 1100–1400 °C получают высокодисперсный аморфный SiO₂ с удельной поверхностью (1,75–3,80)·10⁵ м²/кг (т. н. аэросил); осаждением из растворов Na₂SiO₃ кислыми реагентами, а также действием водного раствора аммиака NH₃ на (NH₄)[SiF₆] получают дисперсный аморфный SiO₂ с удельной поверхностью 5·10⁴ м²/кг (т. н. белую сажу).

Монокристаллы диоксида кремния применяются в генераторах ультразвука, звукопроводящей аппаратуры и т. п.; белая сажа и аэросил – наполнители в производстве резины, аэросил также адсорбент в хроматографии, загуститель смазочных материалов, клеёв, красок; природный SiO₂ – сырьё в производстве технического кремния Si, кварцевого стекла, силикальцита, компонент керамики, абразивных материалов. Прозрачные бесцветные и окрашенные монокристаллы диоксида кремния – драгоценные камни (например, горный хрусталь, аметист, опал, цитрин).

Горный хрусталь, двойник. Месторождение Отоме (Япония).Горный хрусталь, двойник. Месторождение Отоме (Япония).