纯净的天然二氧化硅晶体，是一种坚硬、脆性、不溶的无色透明的固体，常用于制造光学仪器等。
二氧化硅的化学式为SiO2，有晶态和无定形两种形态。 硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅，短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅 。硅氧共价键(Si-O)是自然界发现强度最高的化学键之一，二氧化硅中连接硅氧原子的Si-O共价键的强度很高，因此二氧化硅通常表现出诸多优良的物理性质，同时二氧化硅也具备很高的化学稳定性。
二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等，在古代，二氧化硅也用来制作瓷器的釉面和胎体。
一般的石头主要由二氧化硅、碳酸钙等成分构成。 晶态二氧化硅的熔点1723℃，沸点2230℃，不溶于水。除氟气和氢氟酸外，二氧化硅跟卤素、卤化氢和无机酸均不反应，但能溶于热的浓碱、熔融的强碱或碳酸钠中。
此外，高温时二氧化硅能被焦炭、镁等还原。常温时强碱溶液与SiO2会缓慢反应生成硅酸盐，故贮存强碱溶液的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞（玻璃中含SiO2），否则会生成有黏性的硅酸钠Na2SiO3，使瓶塞和瓶口黏结在一起。由于SiO2能与氢氟酸反应，因此不能用玻璃容器盛放氢氟酸。
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