El dióxido de silicio, el componente principal de la arena, se forma en grandes estructuras cristalinas, que se mantienen juntas mediante enlaces covalentes. Estos enlaces requieren más energía para romperse de lo que la polaridad del agua puede suministrar. Si bien el agua puede disolver una cantidad mínima de dióxido de silicio, los suministros de agua natural están en el punto de saturación y no pueden disolver más arena.
El dióxido de silicio es el compuesto químico más abundante en la corteza terrestre. Es el componente principal de cuarzo, arenisca, ópalo, granito, arcilla y muchas rocas. Forma las partes esqueléticas de las diatomeas y esponjas. En las plantas superiores, la química forma tallos y otros tejidos. Es relativamente poco reactivo con la mayoría de los productos químicos, incluidos los ácidos fuertes, con la excepción del ácido fluorhídrico, lo que hace que el vidrio de sílice sea una buena opción para la cristalería de laboratorio.
Según About.com, la arena es técnicamente solo una categoría de tamaño. Es un material particulado más grande que la hendidura, pero más pequeño que la grava. Muchos científicos y geólogos tienen diferentes definiciones de lo que es la arena.
La arena sucia es un cuarzo que se mezcla con otros granos minerales de tamaño similar. En ciertos lugares, la lava de basalto resiste para crear arena negra. En otros, el olivino forma playas de arena verde. Si bien estos otros tipos de arenas incluyen sustancias químicas distintas del dióxido de silicio, también son relativamente insolubles en agua.
