Siliziumdioxid, der Hauptbestandteil von Sand, bildet sich in großen kristallinen Strukturen, die durch kovalente Bindungen zusammengehalten werden. Diese Bindungen benötigen mehr Energie, um zu brechen, als die Polarität von Wasser liefern kann. Während Wasser in der Lage ist, eine winzige Menge Siliziumdioxid aufzulösen, sind natürliche Wasservorräte am Sättigungspunkt und können keinen Sand mehr auflösen.
Siliziumdioxid ist die am häufigsten vorkommende chemische Verbindung in der Erdkruste. Es ist der Hauptbestandteil von Quarz, Sandstein, Opal, Granit, Ton und vielen Gesteinen. Es bildet die Skelettteile von Kieselalgen und Schwämmen. In höheren Pflanzen bildet die Chemikalie Stängel und andere Gewebe. Es ist mit den meisten Chemikalien, einschließlich starker Säuren, mit Ausnahme von Flusssäure, relativ unreaktiv, was Quarzglas zu einer guten Wahl für Laborglas macht.
Laut About.com ist Sand technisch gesehen nur eine Größenkategorie. Es handelt sich um Partikel, die größer als Schlitze, aber kleiner als Kies sind. Viele Wissenschaftler und Geologen haben unterschiedliche Definitionen für Sand.
Schmutziger Sand ist Quarz, der sich mit anderen Mineralkörnern ähnlicher Größe vermischt. An bestimmten Orten verwittert Basaltlava zu schwarzem Sand. In anderen bildet Olivin grüne Sandstrände. Obwohl diese anderen Sandarten andere Chemikalien als Siliziumdioxid enthalten, sind sie auch relativ unlöslich in Wasser.
