石英

石英 通常無毒，除非以粉狀形式存在。長期接觸細磨粉末可能會導致矽肺病。因此，在切割或拋光 石英 時，務必佩戴防塵口罩以避免吸入粉塵。

純石英通常被稱為無色水晶或透明石英，它是無色透明或半透明的，經常被用於硬石雕刻，例如洛特雷德水晶。常見的彩色品種包括黃水晶，玫瑰石英，紫水晶，煙熏石英，乳白色石英等。這些顏色差異是由雜質的存在引起的，這些雜質會改變分子軌道，從而導致在可見光譜中發生某些電子躍遷，從而產生顏色。石英的多晶型物包括：α-石英（低），β-石英，鱗石英，蒙脫石，方石英，堇青石和輝石。

石英類型之間最重要的區別是大晶體（肉眼可見的單個晶體）和微晶體或隱晶體的品種（僅在高放大倍率下可見的晶體聚集體）。隱晶變種要么是半透明的，要么大多是不透明的，而透明變體往往是大晶的。玉髓是二氧化矽的隱晶形式，由石英和其單斜多晶型蒙脫石的精細共生組成。其他不透明的石英寶石品種，或包括石英在內的混合岩石，通常包括對比色的帶或彩色圖案，有瑪瑙，紅玉或撒丁，on瑪瑙，天芥菜和碧玉。

Quartz體具有壓電特性。它們在施加機械應力時會產生電勢。石英晶體的這種特性的早期用途是在留聲機拾音器中。

Quartz是花崗岩和其他長英質火成岩的定義成分。它在諸如砂岩和頁岩的沉積岩中非常常見。它是片岩，片麻岩，石英岩和其他變質岩的常見成分。石英在Goldich溶出系列中具有最低的風化潛力，因此，它作為河流沉積物和殘留土壤中的殘留礦物非常普遍。通常，大量存在的石英表明岩石是“成熟的”，因為它表明岩石已被大量返工，並且石英是承受嚴重風化的主要礦物。儘管大多數石英是從熔融的岩漿中結晶出來的，但石英還從熱液流中以脈石的形式化學沉澱，有時還會與金，銀和銅等礦物質一起沉澱。在岩漿偉晶岩中發現石英的大晶體。格式正確的晶體可能會達到幾米長，重達數百公斤。坩堝和其他用於半導體工業中生長矽片的設備所必需的極高純度的天然存在的石英晶體昂貴且稀有。高純度石英的主要開採地點是美國北卡羅來納州的雲杉鬆的雲杉松寶石礦。在西班牙阿斯圖里亞斯的Caldoveiro Peak中也可以找到石英。在巴西戈亞茲的Itapore附近發現了有史以來最大的石英單晶。它的尺寸約為6.1×1.5×1.5 m，重39,916公斤。

Quartz屬於三角晶體系統。理想的晶體形狀是一個六面棱柱，其兩端分別是六面棱錐。在自然界中，石英晶體通常是孿晶的（右旋和左旋雙晶），扭曲的或與相鄰的石英晶體或其他礦物晶體共生，從而僅顯示此形狀的一部分，或者完全缺少明顯的晶體面並顯得龐大。形成良好的晶體通常在“床”中形成，該床不受限制地生長成空隙。通常，晶體的另一端連接到基質上，並且僅存在一個終止金字塔。然而，雙終止的晶體確實會發生在它們自由生長而沒有附著的地方，例如在石膏中。石英大地測量儀是這樣的情況，其中空隙為近似球形，並襯有指向內的晶體床。 α-石英在三角形晶體系統中結晶，空間群P3121或P3221取決於手性。 β-石英分別屬於六邊形系統，空間群P6222和P6422。這些空間群確實是手性的（它們每個都屬於11個對映體對）。 α-石英和β-石英都是由非手性結構單元（在當前情況下為SiO4四面體）組成的手性晶體結構的示例。 α-和β-石英之間的轉換僅涉及四面體相對彼此的相對較小的旋轉，而不會改變它們的連接方式。

如今，石英最常見的壓電用途之一就是作為晶體振盪器。石英鐘是使用礦物的常見裝置。石英晶體振盪器的共振頻率通過機械加載來改變，該原理用於非常精確地測量石英微天平和薄膜厚度監測器中很小的質量變化。

石英 被認為是四月出生者的誕生石，自1967年以來成為阿肯色州的州徽。傳統上，日本認為 石英 象徵著純潔和無限的空間，而古代北美和緬甸文化認為這種石頭是有生命的存在，會為其舉行儀式並提供食物。

"石英" 一詞來自德語 Quarz，可追溯到斯拉夫語（捷克礦工稱其為 křemen）。其他來源將其來源歸因於撒克遜語 Querkluftertz，意為橫脈礦。石英是澳大利亞原住民神話中被認定為神秘物質 maban 的最常見材料。它經常出現在歐洲的通道墳墓公墓中，如愛爾蘭的紐格蘭奇或卡洛莫爾。愛爾蘭語中的石英稱為 grianchloch，意為 '太陽石'。石英還被用於史前愛爾蘭以及其他許多國家的石器工具中；脈石英和岩晶都是史前人類石技術的一部分。雖然自古以來玉石在東亞和前哥倫布美洲是最珍貴的半寶石，但在歐洲和中東，各種石英是最常用於各種珠寶和硬石雕刻的材料，包括雕刻寶石和浮雕寶石、岩晶花瓶和奢華器皿。這一傳統一直延續到 19 世紀中葉，在此之後除珠寶外其價值逐漸減少。浮雕技術利用了瑪瑙等各種材料中的顏色帶。羅馬自然學家老普林尼認為石英是水冰，經過長時間永久凍結成型。他支持這一觀點，認為石英在阿爾卑斯山的冰川附近發現，但在火山山中未見，而大型石英晶體被製成球狀來冷卻雙手。這一觀點至少延續到 17 世紀。他還知道石英能將光線分解成光譜。17 世紀，尼古拉斯·斯泰諾對石英的研究為現代晶體學鋪平了道路。他發現無論石英晶體的大小和形狀如何，其長稜面總是以完美的 60° 角結合。石英的壓電性質由雅克和皮埃爾·居里於 1880 年發現。石英振盪器或諧振器由沃爾特·蓋頓·卡迪於 1921 年首次研發。喬治·華盛頓·皮爾斯於 1923 年設計並獲得石英振盪器專利。沃倫·馬里森基於卡迪和皮爾斯的工作於 1927 年創造了第一個石英振盪鐘。19 世紀中葉，科學家開始嘗試模仿自然礦物形成條件來合成石英。德國地質學家卡爾·埃米爾·馮·沙夫豪特爾（1803-1890 年）於 1845 年首次在壓力鍋中合成了微小的石英晶體。然而，早期的這些合成嘗試中產生的晶體質量和尺寸都很差。到 1930 年代，電子產業對石英晶體依賴性逐漸增強。當時唯一合適的晶體來源是巴西，但第二次世界大戰中斷了巴西的供應，因此各國嘗試在商業規模上合成石英。德國礦物學家理查德·納肯（1884-1971 年）在1930 和 1940 年代取得了一些成功。戰後，許多實驗室嘗試生長大型石英晶體。在美國，陸軍信號軍團與貝爾實驗室和俄亥俄州克利夫蘭的布拉什開發公司合作合成晶體。戰前，布拉什開發公司生產的壓電晶體用於唱機。到 1948 年，布拉什開發公司培育的晶體直徑達到 1.5 英寸（3.8 厘米），創下了當時的最大紀錄。到 1950 年代，熱水合成技術在工業規模上生產合成石英晶體，當今電子產業使用的幾乎所有石英晶體都是合成的。

“石英”一詞源自德語單詞“石英”，該詞在14世紀上半葉在中高級德語和中東部德語中具有相同的形式，並且來自波蘭方言術語kwardy，該詞對應於捷克語tvrdý（“難”）。古希臘人將石英稱為κρύσταλλου（krustallos），源自古希臘語κρύος（kruos），意為“冰冷”，因為一些哲學家（包括Theophrastus）顯然認為該礦物是一種過冷的冰。如今，術語“水晶”有時被用作最純石英形式的替代名稱。