برخي از شيميدانان، رابطه بين اتم هاي سيليس و اكسيژن در سيليكات هاي مختلف را مشابه رابطه اتم هاي كربن و اكسيژن در تركيبات آلي دانسته اند. همانطور كه كربن به دو صورت منواكسيد كربن (CO) و دي اكسيد كربن (CO2) با اكسيژن تركيب مي شود، سيليسيم نيز به طور مشابه با اكسيژن تركيب شده و توليد تركيبات SiO و SiO2 را مي نمايد. تركيب اول نظير منواكسيد كربن به صورت گاز بوده و ناپايدار است وليکن تركيب دوم جامد و پايدار مي باشد.
در طبيعت هرگاه در درجه حرارت ۲۵ درجه سانتي گراد، ميزان سيليس محلول در آب از حدود ۱۲۰ تا ۱۴۰ ppm بالاتر برود، از نظر شيميايي كمپلكس Si(OH)4 بوجود خواهد آمد. در چنين حالتي محلول به صورت اشباع در آمده و سبب رسوب سيليس به صورت ژل و تشكيل بلورهاي اوليه كوارتز كه فراوان ترين كاني سيليس است، مي گردد. بلورهاي مصنوعي كوارتز كه در صنعت مورد مصرف قرار مي گيرد، نيز طي چنين فرآيندي توليد مي شوند. بنابراين مي توان گفت كه اگر در طبيعت مقدار سيليس محلول در آب كمتر از ppm 210 باشد، سيليس موجود در آب به صورت محلول باقي مانده و هيچ گونه كريستالي تشكيل نمي شود. فقط در زماني كه ميزان سيليس محلول در آب از حد ppm 410 بگذرد، زايش بلورهاي كوارتز شروع مي شود.
كوارتز، تريديميت و كريستوباليت سه پلي مورف اصلي سيليس هستند كه در طبيعت به خوبي شناخته شده اند، هركدام از اين كاني ها در شرايط خاصب بوجود آمده و داراي مشخصات فيزيكي و كاني شناسي معيني مي باشند. اين پلي مورف ها در شرايط حرارتي ذيل به يكديگر تبديل مي شوند:

.

فرآيندهاي تبديل سه پلي مورف فوق كه هركدام در شرايط خاص ترموديناميكي و شيميايي انجام مي شوند، همگي دو طرفه و برگشت پذير مي باشند. نحوه و شرايط تبديل پلي مورف هاي سيليس به يكديگر، در تمام صنايعي كه اين ماده معدني به نحوي در آنها كاربرد دارد، از اهميت زيادي برخوردار است. در اثر تبديل اين پلي مورف ها به يكديگر، خواص كاني شناسي و فيزيكي آنها نظير ضريب شكست، سيستم تبلور، چگالي و سختي نيز متغير مي نمايد.
دانه هاي بلوري سيليس از لحاظ مولکولي متبلور بوده با شبکه هاي بدون اتصال الکتروني است. انواع مختلف سيليس- کوارتز، تريديميت و کريستوباليت- سيليس گداخته و در کوهي ( به فرمول شيميايي Si2O7 ) در ساختمان شبکه هاي سه بعدي يا تکتوسيليکاته متبلور شده اند. در اين ساختمان هر چهار وجهي SiO4، تمام گوشه هاي خود را با ساير چهاروجهي ها به اشتراک گذاشته است و نسبت Si:O، ۱:۲ است. در اين ساختمان، اتم سيليسيم چهار ظرفيتي توسط ۲ اتم اکسيژن دو ظرفيتي متعادل شده است. در اين نوع سيليکات ها بخشي از اتم هاي سيليسيم توسط آلومينيوم جايگزين شده است و به صورت (Si, Al)O2 در مي آيد.
اگر چه پيوندهاي Si-O در ساختار اکتاهدرال کورديناسيون ۶ بلندتر از طول اين پيوندها در ساختار تتراهدرال کورديناسيون ۴ هستند، اما بسته بندي فشرده تر اکسيژن ها باعث افزايش زياد چگالي اين پلي مورف نسبت به ساير پلي مورف هاي سيليس مي شود.
سيليس رامي توان در ابتدا به صورت محلول در آب در نظر گرفت. پس از اشباع شدن محلول ها از سيليس و رسوب آن در محيط، تبلور سيليس آغاز مي شود که باعث تشکيل اشکال نهان بلور و ريزبلور مي شود.
پس از اين مرحله درصورت ايجاد شرايط مساعد، زايش و رشد بلورهاي کوارتز انجام مي شود. همچنين سيليس موجود در محيط هاي آذرين و ماگمايي نيز ايجاد بلورهاي کوارتز مي کنند که اين بلورها هم در فازهاي اوليه و هم در مراحل پاياني ماگماتيسم ايجاد شده و يا ممکن است از محلول هاي گرمابي ناشي شوند.
کوارتز، کريستوباليت و تريديميت اشکالي از سيليس هستند که مي توانند در سنگ هاي آذرين رخ دهند. اين ۳ شکل سيليس نمايش دهنده پديده انانتيوتروپيسم (پلي مورفيسم برگشت پذير) است.
هر يک داراي حوزه پايداري خود است، کوارتز در فشار اتمسفريک تا دماي ۸۶۷ درجه پايدار است، تريديميت بين ۸۶۷ درجه و ۱۴۷۰ درجه و کريستو باليت از ۱۴۷۰ درجه تا نقطه ذوب يعني ۱۷۱۳ درجه پايدار مي باشند. سيليس مايع نيز از ۱۷۱۳ درجه تا نقطه جوش سيليس پايدار است. اين ۳ پلي مورف سيليس همگي از گروه هاي چهار وجهي، متشکل از ۴ اتم اکسيژن به دور يک اتم سيليس مرکزي تشکيل شده اند.
چهار وجهي هاي سيليسيوم- اکسيژن به يکديگر متصل شده اند تا شبکه اي سه بعدي را به وجود آوردند اما الگوي اتصال براي هر يک از اين سه شکل سيليس متفاوت بوده و اختلاف ساختار بلوري و خواص آنها نيز از همين جا ناشي مي شود.
کريستوباليت و تريديميت ساختارهاي نسبتاً بازي دارند، در حالي که اتم هاي کوارتز از بسته بندي فشرده تري برخوردارند. هر يک از ۳ پلي مورف سيليس داراي انواع دماي بالا و دماي پائين است. در کوارتز، تغيير از نوع دماي پائين به دماي بالا در فشار يک اتمسفر، در دماي ۵۷۳ درجه رخ مي دهد.
تريديميت دماي بالا نيز بين ۱۲۰ و ۱۶۰ درجه به تريديميت دماي پايين تبديل مي شود و کريستوباليت دماي بالا هم بين ۲۰۰ تا ۲۷۵ درجه سانتيگراد به کريستوباليت دماي پائين مبدل مي شود. تبديل شکل هاي دماي بالا – دماي پائين با تبديل هر يک از انواع به نوع ديگر کاملاً تفاوت دارد.
چهار وجهي هاي SiO4 در هر يک از اين ۳ کاني با الگوهاي متفاوت به يکديگر متصل شده اند و اين اتصال بايد به طور کامل شکسته و باز آرايي شود تا يک نوع بتواند به نوع ديگر تبديل گردد.
از طرف ديگر در تغيير انواع دماي بالا به دماي پائين نيازي به تغيير در چگونگي اتصال چهاروجهي ها نيست. اين تغيير باعث ايجاد يک جا به جايي و چرخش در آنها مي گردد که بدون شکستن اتصال ها باعث تغيير تقارن ساختاري مي گردد. انواع دماي بالا نسبت به انواع دماي پائين هميشه از تقارن بيشتري برخوردارند. تبديل گونه هاي دماي بالا به دماي پائين هر يک از اين کاني ها در دماي تبديل به سرعت انجام گرفته و برگشت پذير مي باشد.
تغيير از يک پلي مورف به پلي مورف ديگر به شدت کند و بطئي است، وجود تريديميت و کريستوباليت به صورت کاني نشان مي دهد که اين دو پلي مورف مي توانند به طور نامحدود در دماي عادي بدون تغيير باقي بمانند.
پس از تشکيل تريديميت و کريستوباليت، اتصال به وجود آمده سخت تر از آن است که بتواند به آساني شکسته شود و به همين دليل تبديل انواع دماي بالا و پايين کريستوباليت و تريديميت را مي توان در دماهايي مورد مطالعه قرار داد که اين دو کاني در واقع در اين دماها نيمه پايدارند. حضور عناصر خارجي در ساختمان تريديميت و کريستوباليت مي تواند اثري پايدار کننده داشته باشد.
تعداد اندک تجزيه هاي کامل موجود از اين کاني ها حضور مقادير مشابهي Al, Na را نشان مي دهد که بيانگر جايگزيني يعني NaAl به جاي Si در ساختمان باز است. از طرف ديگر کوارتز معمولاً به صورت SiO2 خيلي خالص يافت مي شود.
•اگر چه کوارتز در فاز پايدار در دماهاي کمتر از ۸۶۷ درجه است، اما کريستوباليت يا تريديميت هم مي توانند در زير اين دما متبلور شوند، به خصوص هنگامي که تبلور به سرعت رخ مي دهد.
•کوارتز دماي پائين و کوارتز دماي بالا تنها در محدوده حوزه پايداري خود تشکيل شده و هيچ گاه در دماي بالاتر تشکيل نمي شوند.
در نتيجه حضور کوارتز در يک سنگ آذرين نشان دهنده اين است که تبلور آن از ماگما در دماي زير ۸۶۷ درجه صورت گرفته است و حضور کريستوباليت يا تريديميت به هيچ وجه نمي توانند نشان دهنده دماي تبلور باشد.
کوارتز در دماهاي معمولي هميشه به صورت کوارتز دماي پائين حضور دارد. از روي شکل بلوري، ماهيت ماکل و ساير خواص کم اهميت تر مي توان شکل اصلي را در غالب موارد تعيين کرد.