El Dióxido de Silicio, Sílica (Si2O)

Fórmula: SiO2

Punto de fusión: 1713ºC 

Densidad: 2,648 gr/cc (puro)

Solubilidad: Sólo en HF y bases en caliente. Ligeramente soluble en agua a partir de los 350ºC

El dióxido de silicio es el mineral más abundante de la corteza terrestre y posiblemente de las capas externas del manto. A medida que se desciende hacia el interior del planeta, la sílica es reemplazada gradualmente por óxidos más densos, como el de hierro, hasta llegar a regiones de hierro metálico.

Su abundancia se debe a su enorme estabilidad frente a la erosión, la deformación y los procesos naturales de rotura. Es el principal constituyente de las arenas, base de numerosas rocas y minerales, y un componente esencial en silicatos complejos como los feldespatos, que son los minerales más abundantes de la corteza.

La forma pura y transparente del SiO₂ se conoce desde la Antigüedad con el nombre de Cristal de Roca o Cuarzo. Los griegos lo consideraban un “hielo eterno” imposible de fundir y le atribuían propiedades mágicas, como enfriar la piel o aliviar quemaduras.

El término “sílica” se usa en química del mismo modo que “alúmina” para Al₂O₃, haciendo referencia al óxido puro, mientras que “cuarzo” designa la variedad cristalina natural.

Hasta hoy se han descrito al menos 18 modificaciones cristalinas del cuarzo, que incluyen variedades como la amatista, el ágata, la calcedonia, el cuarzo ahumado, el ojo de tigre o el jaspe. Estas variedades no siempre dependen de la composición química sino de la estructura y, a menudo, del color debido a impurezas.

La palabra “cristal” proviene del griego krýstallos, ya que el cuarzo era considerado el cristal natural por excelencia. Antes del desarrollo del vidrio artificial, se tallaban grandes cristales naturales de cuarzo para fabricar copas, grabados, sellos y objetos decorativos.

El cuarzo más puro, llamado cristal de roca o sílica, es duro y frágil, con una dureza de 7 en la escala de Mohs. Posee excelente resistencia a compresión, pero se quiebra con facilidad ante impactos o esfuerzos de tracción, ya que no es dúctil ni maleable. Químicamente es extremadamente estable: solo el ácido fluorhídrico y las bases concentradas en caliente lo atacan, mientras que es resistente tanto a medios oxidantes como reductores. Esto se debe a la fuerza de los enlaces silicio-oxígeno, muy difíciles de romper, aunque menos compactos que los enlaces aluminio-oxígeno de la alúmina, lo que explica su menor densidad y punto de fusión. No se considera una cerámica técnica sino el cristal base de numerosos materiales vítreos. Además, el cuarzo posee propiedades piezoeléctricas: al ser sometido a presión mecánica genera electricidad, lo que lo hace útil en relojes y dispositivos electrónicos.

Aunque es raro encontrarlo en estado puro, el dióxido de silicio es la base de la mayoría de vidrios. El vidrio común, conocido como soda-lima, contiene más de un 65 % de sílica, pero con aditivos que mejoran su moldeabilidad y resistencia. Vidrios especiales como el borosilicato, usados en laboratorio o en utensilios resistentes a choques térmicos, también se fabrican a partir de sílica de alta pureza. En la Antigüedad, los cristales de cuarzo se tallaban para fabricar copas, sellos, figuras y adornos, a veces combinados con metales preciosos. Hoy en día, aunque su valor ha disminuido gracias a la facilidad de producir vidrio sintético, sigue siendo apreciado en joyería y es frecuente verlo en mercados donde se le atribuyen propiedades mágicas o curativas sin base científica. El cuarzo también se utiliza en dispositivos electrónicos y ópticos gracias a su estabilidad química y a sus propiedades piezoeléctricas, y como materia prima para obtener vidrio fundido de alta pureza usado en lentes y fibras ópticas.

La alúmina (Al₂O₃) es más densa y dura que el cuarzo, con un punto de fusión más alto debido a la mayor compacidad de sus enlaces. Mientras la alúmina se clasifica como una cerámica técnica, el cuarzo es considerado el cristal natural por excelencia y sirve de base para la fabricación de numerosos vidrios y silicatos.