夏巍然
地壳的重量近四分之一由硅组成，其丰度仅次于氧。硅的氧化物是二氧化硅，又称硅石，在自然界中分布极广，组成地壳的百分之十二。二氧化硅有两种存在形式——结晶二氧化硅和无定形二氧化硅。
结晶二氧化硅在自然界中以石英最常见，是地球表面分布最广的矿物之一。由于石英是原子晶体，硬度大，远在石器时代人们就利用它作石斧，石箭等简单的生产工具，以抗击敌人和猎取食物。
普通的砂是细小的石英晶体。砂子对人类是有贡献的。建筑材料混凝土就是砂、水泥、碎石和水的混凝物。水泥砂浆是砖石的粘合剂。白砂是制造玻璃的原料。铺路架桥、高楼大厦都离不开砂子。
无定形的二氧化硅在自然界中有硅藻土。它是硅藻的遗体，具有大量吸收液体的能力。以硝化甘油饱和硅藻土则成炸药，用于劈山开矿。硅藻土也是很好的绝热材料。
人造石英玻璃是无定形二氧化硅，是过冷的二氧化硅液体。它的热膨胀系数非常小，将它烧至白炽，浸入冷水也不破裂。石英玻璃加热到1400℃也不软，而普通玻璃加热至600-900℃即软化。石英玻璃因有这些优良性能，所以常用于于制造在高温时使用的仪器。
由二氧化硅形成的宝石有水晶、石髓、玛瑙和蛋白石。它们在外观上、性质上以及珍贵程度上都有巨大的差别。这是由于二氧化硅的结晶程度不同而造成的。
水晶是结晶完美的二氧化硅，它的标准品形是两头具有锥面的六边形柱体。水晶的晶体很大，有的可长以米计，重达几吨。纯净的水晶完全无色透明。由于含杂质或各种微量元素，就会呈现红、黄、紫、褐、黑等不同的颜色，形成紫水晶、蔷薇水晶（亦称芙蓉石）、烟晶、茶晶及墨晶等多种水晶。
水晶除雕琢成工艺品外，无色透明的水晶有着重要的工业用途。它是制造眼镜的高级原料。由于水晶能透过紫外线，玻璃则不能。因此，无色透明的水晶在光学工业上有着重要用途。水晶还具有一种很特殊的物理性质——压电效应。这就使它在无线电通讯和雷达工业中发挥了奇妙的作用。电子表、石英钟等的最关键部件振荡器，其中就有一片切得很薄的水晶晶片。
石髓，又名玉髓。这是一种隐晶质的二氧化硅。它的晶体极其微小，在用显微镜放大几百倍后才能看出一些细小的颗粒。石髓在自然界产生时，多半为钟乳状或葡萄状的大块，有蜡一样的光泽，颜色一般为灰白或白色。因含有微量元素也有绿色、蓝色的。在我国台湾东部就生产有天然蓝石髓。它的颜色鲜明美观，为悦目的蓝绿色，透明度甚佳，常被琢磨成半球形或西式项链的鸡心等饰物。由于质美而价廉很受人们欢迎。
玛瑙，也是一种石髓，但更加细腻，它是二氧化硅的胶体溶液。在天然岩石的空洞或裂隙中，一层层或一圈圈沉淀而成。由于每
一层所含微量杂质不同而呈现不同的颜色，玛瑙由于致密坚硬耐磨并有一定韧性，所以常用以制作化学上用的研钵以及低级的轴承等。色质好的被用来作雕刻工艺品的原料。
蛋白石是二氧化硅石结晶的胶冻（内部含有l 0%～2 0%的水份）
蛋白石的最大优点是它具有绚丽夺目的变幻色彩，叫做“变彩”。蛋白石产生“变彩”的原因，长期搞不清楚，后来人们用电子显微镜放大到一万倍以上才发现了奥秘。原来这类具有“变彩”的珍贵蛋白石，是由无数个极小的二氧化硅小园球组成，小园球的直径都相近，约在150-400纳米之间，并整齐地排列成行。这些整齐排列的小球象光栅一样，当白光射在上面后便发生衍射，散成彩色的光谱。
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