Kristalni silicijev dioksid je znanstveno ime kemične spojine SiO2, ki jo najdemo v vseh predelih Zemlje in v vseh plasteh v geološkem zapisu. Že tisočletja se uporablja v številnih panogah, vse od starega Egipta. Najpogostejša oblika kristalnega silicijevega dioksida je kremen.
Silicijevega dioksida ne smete zamenjati s silicijem, silikati ali silikonom. Silicij je element Si, ki skupaj s kisikom sestavlja silicijev dioksid. Silicij je poleg kisika drugi najpogostejši element na zemlji. Silikati nastanejo tudi s kombinacijo silicija in kisika, vendar v svoji kemični sestavi vključujejo tudi kovino. Silikoni so polimeri, sintetično izdelane spojine.
Silicijev dioksid je v dveh oblikah lahko kristalinčen ali amorfen. Da je silicijev dioksid kristalen, morajo biti njegove molekule razporejene v tridimenzionalnem ponavljajočem se vzorcu. Amorfni silicijev dioksid nima kristalne strukture. Opali so vrsta nekristaliničnega silicijevega dioksida.
Ker je polimorfen, lahko kristalni silicijev dioksid najdemo v več kot enem stanju. Obstaja sedem polimorfov ali oblik SiO2. Štiri od teh vrst so izjemno redke. Preostale tri – kremen, kristobalit in tridimit – najdemo pogosto.
Kremen ima tudi dve stanji, alfa in beta. Alfa kremen se običajno nahaja v naravi. Ko se kremen segreje nad 1,063.4 °F (573 °C), se spremeni v beta kvarc. Proizvodni procesi ustvarjajo to spremembo, vendar lahko tudi strela ali meteorji dokončajo proces.
Sestavni del zemlje in peska, kristalni silicijev dioksid se pogosto uporablja pri izdelavi stekla. Pri segrevanju se pesek, ki vsebuje SiO2, strdi v steklo. Prva zabeležena izdelava stekla je bila v Egiptu pred približno 5,000 leti.
Poleg peska se kristalni silicijev dioksid nahaja v vseh vrstah kamnin. Magmatske kamnine imajo najmanj kremena v primerjavi s sedimentnimi ali metamorfnimi kamninami. Magmatska kamnina, narejena iz lave, vsebuje silicij, kisik in kovine, zato običajno nastane silicij. Če po izčrpanju kovine ostane presežek silicija in kisika, bo nastal tudi kremen. Približno 12 odstotkov magmatskih kamnin je SiO2.
Kristalni silicijev dioksid se uporablja v številnih proizvodnih industrijah, pa tudi v keramiki, izdelavi stekla ter za plastična in gumijasta polnila. Poleg tega ga najdemo v betonu, granitu, peščenjaku in drugih vrstah kamnov. Številne znane strukture, kot je Bela hiša v Washingtonu, DC, vsebujejo kristalni silicijev dioksid.
Delo s kristalnim silicijem je lahko nevarno. Prah, ki nastane pri vrtanju ali rezanju kremena, se zlahka vdihne in povzroči silikozo, ki ustvarja brazgotinsko tkivo v pljučih in povzroči, da je prizadeta oseba bolj dovzetna za druge pljučne bolezni, kot je tuberkuloza. Pri delu s tem materialom je treba biti izjemno previden.