In diese Kategorie fallen alle Mineralien, die aus Siliziumdioxid (SiO2) bestehen. Es gibt viele Modifikationen von Siliciumdioxid. Quarz ist also eine große Gruppe von Mineralien. Quarz besteht aus einem Netzwerk von [SiO4]4-Tetraedern. Im Verhältnis dazu befinden sich zwei Sauerstoffatome an einem Siliziumatom und daher die Formel SiO2. Damit sich ein Quarzkristall bilden kann, muss eine Lösung, die Orthokieselsäure enthält, übersättigt sein. Diese Lösung kristallisiert durch Abspaltung von Wasser. Orthokieselsäure hat die chemische Formel H4SiO2. In Geoden (Drusen) findet man häufig Quarzkristalle, die auf einer Chalcedonschicht aufgewachsen sind. Auf dem oberen Bild sieht man die Form eines idealen Kristalls. Durch Störungen und Unterbrechungen des Wachstums weichen reale Kristalle von dieser Form ab. Wenn die spitz zulaufenden konvergierenden Flächen (Rhomboederflächen) alle gleich gross sind, handelt es sich meist um einen Zwillingskristall. Viele Kristalle sind verzwillingt. Neben verzwillingten Kristallen gibt es noch andere Kristallformen: Fadenquarze, Zepterquarze, Fensterquarze, Stabquarze, Sternquarze. Wenn das Atom oder Molekül, aus dem eine Substanz zusammengesetzt ist, den nächsten Partner nur in einer bestimmten Symmetrie anordnen kann, aber keinen Einfluss auf die symmetrische Anordnung des übernächsten Partners hat, spricht man von einer Beinahe-Ordnung. Hat dieses Atom oder Molekül Einfluss auf den nächsten und übernächsten Partner, so hat der erste Partner auch Einfluss auf seinen übernächsten Partner, d.h. auf den übernächsten Partner des ersten Atoms oder Moleküls, und es ergibt sich eine Symmetrie der Substanz. Diese Anordnung wird Fernordnung genannt. Die meisten Kristalle haben diese Fernordnung, und dies ist auch der Grund, warum sie wie geschnitten aussehen. Der perfekte Quarz sollte darüber hinaus zwei Enden haben, also an zwei Seiten spitz zulaufen. Die meisten Kristalle können keine zwei Spitzen entwickeln, weil sie Ausgangspunkte haben, an denen sie wachsen. Aber wenn ein Kristall liegend wächst oder auf Wasser wächst, können sich zwei Enden entwickeln. Diese Quarzkristalle werden Doppelenden genannt. Sie sind eine Seltenheit und daher teurer als normale Kristalle. Quarz kristallisiert im trigonalen Kristallsystem und hat die Härte 7 auf der Mohsschen Skala. Siliziumdioxid hat daher einen Schmelzpunkt von 1710 Grad Celsius und einen Siedepunkt von 2230 Grad Celsius. Wegen dieser hohen Temperaturbeständigkeit wird Quarzglas verwendet, wenn hohe Temperaturen erforderlich sind. Der andere Vorteil ist die hohe Säurebeständigkeit, die für eine chemische Verbindung außergewöhnlich ist. In Quarzglas können Sie alle Säuren außer Flusssäure (HF) lagern. Flusssäure ist ein Halogenwasserstoff und daher der Salzsäure (HCl) sehr ähnlich. Darüber hinaus hat Siliziumdioxid auch einen sehr kleinen Ausdehnungskoeffizienten. Das bedeutet, dass es sich bei steigender Temperatur nur sehr wenig ausdehnt. Das bedeutet zum Beispiel, dass ein Quarzglas nicht wie normales Glas bricht, wenn es plötzlich sehr stark erhitzt wird. Reiner Quarz ist farblos und transparent und wird Bergkristall genannt. Farbige kristalline Quarze sind z.B. Amethyst (violett), Citrin (gelb), Rauchquarz (braun, schwarz) und Rosenquarz (rosa, größere Kristalle sind sehr selten). Infolge eingebetteter Fremdstoffe oder radioaktiver Bestrahlung treten diese Farben auf. Es gibt auch blauen Quarz (blau), Milchquarz (weiß und opak), Aventurin (grün) und Ametrin (Mischung aus Amethyst und Citrin).
Neben den kristallinen Quarzen gibt es auch krypto- und mikrokristalline Quarze. Diese Kristalle bilden keine großen Kristalle. Chalcedon und Achat gehören zu ihnen. Achat gehört zum Chalcedon, enthält aber auch mehrere Varietäten. Wenn man allgemein von Chalcedon spricht, meint man ein bläuliches bis weißes Mineral. Zum Chalcedon gehören neben den Achaten auch Jaspis (rot, gelb, grün), Karneol (braun-rot), Chrysopras (grün), Heliotrop (grün), Feuerstein (grau-weiß) und viele mehr. Versteinertes Holz und versteinerte Fossilien gehören ebenfalls zum Chalcedon. Hier werden das Holz oder die Fossilien durch Kieselerde ersetzt, aber ihre Struktur bleibt erhalten. Beim Achat gibt es verschiedene Farbschichten, die kreisförmig umeinander angeordnet sind. Zum Achat gehören Onyx, Sardonyx, Augenachat, Moosachat, Dendritenachat, Flammenachat, Feuerachat und viele mehr. Schließlich gibt es noch das Mineral Opal. Dieser besteht ebenfalls aus Siliziumdioxid, ist aber amorph. Durch eingebettetes Wasser schimmert der Opal in vielen verschiedenen Farben. Es gibt auch versteinertes Holz und versteinerte Fossilien von Opal. Aufgrund eingebetteter Fremdstoffe haben Chalcedon und Opal diese Farbvielfalt.