二氧化硅，也稱為二氧化硅，是一種硅的氧化物，化學式為 SiO_{2，最常見于自然界中的石英和各種生物體中。 在世界許多地方，二氧化硅是沙子的主要成分。 二氧化硅是最復雜和最豐富的材料家族之一，以多種礦物質的化合物和合成產品的形式存在。 著名的例子包括熔融石英、氣相二氧化硅、硅膠、蛋白石和氣凝膠。 它用于結構材料、微電子（作為電絕緣體）以及食品和制藥行業的組件。}

在大多數硅酸鹽中，硅原子呈四面體配位，四個氧原子圍繞著一個中心硅原子（參見 3-D 晶胞）。 因此，SiO2 形成 3 維網絡固體，其中每個硅原子以四面體方式與 4 個氧原子共價鍵合。 相反，CO2 是線性分子。 碳和硅的二氧化物的截然不同的結構是雙鍵規則的體現。

SiO2 有幾種不同的結晶形式，但它們在 Si 和 O 周圍幾乎總是具有相同的局部結構。在 α-石英中，Si-O 鍵長為 161 pm，而在 α-鱗石英中，它在 154-171 pm 范圍內。 Si-O-Si 角也在 α-鱗石英的低值 140° 和 β-鱗石英中高達 180° 之間變化。 在 α 石英中，Si-O-Si 角為 144°。

多態性

阿爾法石英是室溫下最穩定的固體 SiO2 形式。 高溫礦物方石英和鱗石英的密度和折射率均低于石英。 從 α 石英到 β 石英的轉變在 573 °C 時突然發生。 由于轉變伴隨著體積的顯著變化，很容易誘發陶瓷或巖石通過這個溫度極限的破裂。 然而，高壓礦物、seifertite、stishovite 和柯石英具有比石英更高的密度和折射率。 Stishovite 具有類似金紅石的結構，其中硅為 6 配位。 stishovite 的密度為 4.287 g/cm3，而 α-石英是低壓形式中密度最高的，其密度為 2.648 g/cm3。 密度差異可歸因于配位的增加，因為石英中六個最短的 Si-O 鍵長（四個 Si-O 鍵長為 176 pm，另外兩個 181 pm）大于 Si-O 鍵長（ 161 pm）在α-石英中。配位的變化增加了Si-O鍵的離子度。 更重要的是，與這些標準參數的任何偏差都會構成微觀結構差異或變化，這代表了一種接近無定形、玻璃狀或玻璃狀固體的方法。

八面沸石二氧化硅是另一種多晶型物，它是通過結合酸和熱處理對低鈉超穩定 Y 型沸石進行脫鋁而獲得的。 所得產品含有99%以上的二氧化硅，具有高結晶度和比表面積（超過800 m2/g）。 八面沸石-二氧化硅具有非常高的熱穩定性和酸穩定性。 例如，即使在濃鹽酸中煮沸后，它仍能保持高度的長程分子有序度或結晶度。

熔融二氧化硅

熔融二氧化硅表現出幾種與液態水中觀察到的相似的特殊物理特性：負溫度膨脹、溫度約 5000 °C 時的密度xxx值和熱容量最小值。 其密度從 1950 °C 時的 2.08 g/cm3 降低到 2200 °C 時的 2.03 g/cm3。

分子二氧化硅

SiO2 分子具有類似 CO_{2 的線性結構。 它是通過在氬基質中將一氧化硅 (SiO) 與氧氣結合而制成的。 二聚二氧化硅 (SiO2)2 是通過使 O2 與基質分離的二聚一氧化硅 (Si2O2) 反應得到的。 在二聚二氧化硅中，有兩個氧原子橋接在硅原子之間，Si-O-Si 角為 94°，鍵長為 164.6 pm，末端 Si-O 鍵長為 150.2 pm。 Si-O 鍵長為 148.3 pm，而 α-石英的鍵長為 161 pm。 鍵能估計為621.7 kJ/mol。}

SiO_{2 在自然界中最常見的是石英，占地殼質量的 10% 以上。 石英是xxx穩定在地球表面的二氧化硅多晶型物。 在撞擊構造周圍發現了高壓形式的柯石英和石英巖的亞穩態產狀，并與超高壓變質過程中形成的榴輝巖有關。 從富含二氧化硅的火山巖中已知高溫形式的鱗石英和方石英。 在世界許多地方，二氧化硅是沙子的主要成分。}

盡管難溶，但二氧化硅存在于許多植物中，例如水稻。 具有高二氧化硅植硅體含量的植物材料似乎對放牧動物很重要。