14族元素(炭素とケイ素)

C

同素体外観特徴
ダイヤモンド無色透明八面体結晶かたい、融点が高い、屈折率が大
黒鉛黒色不透明板状結晶やわらかい、電気伝導がよい

 【注】無定形炭素や球殻状の分子からできたフラーレンC60などの同素体もある

CH4

  • 無色で水に溶けにくい気体   
  • 可燃性
  • 分子は正四面体構造

CO

  • 無色、無臭の水に溶けにくい有毒な気体
  • 可燃性

製法 ギ酸に濃硫酸(脱水剤)、加熱 
HCOOH→H2O+CO

CO2

  • 無色、無臭の気体
  • 赤外線を吸収し、気温を上昇(温室効果)
  • 水に溶けて炭酸を生じ、弱酸性    CO2+H2O ⇄ H+HCO3
  • 石灰水を白濁(CO2の検出)    Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O

製法

炭酸塩に塩酸   
CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2

石灰石を熱分解(工業的製法)
CaCO→CaO+CO

Si

  • 光沢があり、かたく、融点の高い共有結晶
  • 半導体

SiO2

  • 石英、水晶として産出
  • かたく、融点の高い共有結晶
  • NaOHやNa2CO3とともに融解
    SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
  • 水ガラス(Na2SiO3水溶液)に塩酸を加えると、白色のケイ酸H2SiO3を生成
    Na2SiO3+2HCl→H2SiO3+2NaCl

【問題1】炭素の同素体として誤っているものはどれか。

【問題2】二酸化ケイ素(SiO2)の性質として正しいものはどれか。