W kwarcu α odległość jonu tlenu do sąsiedniego jonu tlenu to około 2,62 Å. Każdy jon krzemu jest otoczony przez cztery jony tlenu, te silnie związane atomy tworzą czworościan, który jest uznawany za podstawowy elementem budowy sieci. Czworościenna komórka łączy się w każdym wierzchołku z sąsiednią, dzieląc z nią jeden atom tlenu. Kąt wiązania Si – O – Si sprawia, że sąsiednie czworościany obrócone są względem siebie, tworząc spirale w których obrót komórek w sieci może być lewoskrętny lub prawoskrętny, takie trzy komórki tworzą elementarny powtarzający się układ.
Czworościany są połączone ze sobą narożnikami, każdy czworościan z czterema sąsiednimi czworościanami. Czworościany nie wypełniają przestrzeni. W kierunku osi c są one połączone w spiralne łańcuchy. Między parami tych spiral (helis) , są większe sześcioboczne i mniejsze trójkątne kanały, biegnące wzdłuż kryształu. Spiralne łańcuchy czworościanów są połączone z sześcioma sąsiednimi spiralami układami czworościanów w taki sposób, że każdy czworościan należy do dwóch sąsiednich łańcuchów czworościanów i graniczy z dwoma sześciobocznymi kanałami. Wszystkie helisy mają tę samą skrętność, ale różnią się ustawieniem czworościanów (polaryzacją), ale dwie sąsiednie helisy mają przeciwne polaryzacje. Każdy czworościan SiO 4 jest członkiem dwóch helis o przeciwnej polaryzacji.