Silice cristalină este numele științific al unui compus chimic, SiO2, găsit în toate regiunile Pământului și în toate straturile din înregistrarea geologică. A fost folosit în multe industrii de mii de ani, datând din Egiptul antic. Cea mai comună formă de silice cristalină este cuarțul.
Siliciul nu trebuie confundat cu siliciu, silicați sau silicon. Siliciul este elementul Si, care împreună cu oxigenul formează siliciul. Siliciul este al doilea element cel mai abundent de pe pământ, după oxigen. De asemenea, silicații se formează prin combinarea siliciului și oxigenului, dar includ și un metal în componența lor chimică. Siliconii sunt polimeri, compuși fabricați sintetic.
Văzută în două forme, silicea poate fi cristalină sau amorfă. Pentru ca siliciul să fie cristalin, moleculele sale trebuie să fie aranjate într-un model care se repetă tridimensional. Siliciul amorf nu are o structură cristalină. Opalele sunt un tip de silice necristalină.
Deoarece este polimorf, siliciul cristalin poate fi găsit în mai multe stări. Există șapte polimorfe sau forme ale SiO2. Patru dintre aceste tipuri sunt extrem de rare. Celelalte trei – cuarț, cristobalit și tridimit – se găsesc frecvent.
Cuarțul are, de asemenea, două stări, alfa și beta. Cuarțul alfa se găsește în general în mod natural. Când cuarțul este încălzit peste 1,063.4 °F (573 °C), se transformă în cuarț beta. Procesele de fabricație creează această schimbare, dar și fulgerele sau meteorii pot finaliza procesul.
O componentă a solului și a nisipului, siliciul cristalin este adesea folosit în fabricarea sticlei. Când este încălzit, nisipul care conține SiO2 se întărește în sticlă. Prima fabricare a sticlei înregistrată a fost în Egipt în urmă cu aproximativ 5,000 de ani.
Pe lângă nisip, siliciul cristalin se găsește în orice tip de formațiune de rocă. Rocile magmatice au cea mai mică cantitate de cuarț în comparație cu rocile sedimentare sau metamorfice. Roca magmatică, făcută din lavă, conține siliciu, oxigen și metale, așa că de obicei se formează siliciu. Dacă după epuizarea metalului rămâne un exces de siliciu și oxigen, se va forma și cuarț. Aproximativ 12% din rocile magmatice sunt SiO2.
Siliciul cristalin este utilizat în multe industrii de producție, precum și în ceramică, fabricarea sticlei și pentru materiale de umplutură din plastic și cauciuc. În plus, se găsește în beton, granit, gresie și alte tipuri de pietre. Multe structuri celebre, cum ar fi Casa Albă din Washington, DC, conțin silice cristalină.
Lucrul cu silice cristalină poate fi periculos. Praful generat de găurirea sau tăierea cuarțului este ușor inhalat și va provoca silicoză, care creează țesut cicatricial în plămâni și face o persoană afectată mai susceptibilă la alte boli pulmonare, cum ar fi tuberculoza. Trebuie acordată atenție deosebită atunci când lucrați cu acest material.