为什么动植物的外壳，千百种矿物和岩石，还有技术和工业上非常精巧的制品里，一旦有硅元素就会表现出极强的硬度？X射线技术帮助我们看到了含硅物质的本质结构，揭开了这个谜题的谜底。
当硅元素生成带电硅离子时，离子直径只有25000万分之一厘米，这些带电离子球与氧离子球结合。但是由于氧离子体积大于硅离子，所以最后每个硅离子球的四周都会围绕着4个氧离子球，这4个氧离子球相互接触形成四面体。所有四面体按照不同方式组合，形成了巨大的复杂结构，压缩或弯曲这种结构是非常困难的。而且要想将氧离子与硅离子分开，则更是艰难。科学研究可知，硅氧四面体的结合方式多达几千种。有时在硅氧之间还有其他的带电粒子；有时四面体结合成片状或带状，形成黏土和滑石。但是不论什么方式，结构基础永远是四面体。
石英晶体里的硅原子
在有机化学中，碳和氢两种化学元素可以生成几十万种化合物，同样，无机化学中硅和氧也能有几千种结构。X射线发现这些结构是非常复杂的。二氧化硅不但很难通过机械方法破坏，甚至连锐利的钢刀都切不开它。它的化学性质非常稳定，除了氢氟酸，其他酸不可能侵蚀或溶解它。只有强碱可以略微溶解一点。二氧化硅很难熔融，在温度高达1600℃～1700℃时，二氧化硅才开始变成液体。
总而言之，二氧化硅和硅的各种化合物这么稳定，能够构成无机世界的基础就没什么奇怪的了。
