碳族及其化合物的规律与“反常”

魏宝林

学习化学的基本方法是“抓规律，记特殊”，现对碳族元素学习中常见类推规律中的一些“反常”进行小结：

1.硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅。

SiO₂+2C==Si+2CO↑按照碳和硅在周期表中的位置判断：碳单质的还原性比硅弱，故此反应违背氧化—还原反应的—般规律：强氧化剂+强还原剂===弱氧化剂+弱还原剂。其原因是二氧化硅，碳和硅单质都是有相当高的沸点，即使在高温下，也只有—氧化碳是气体，不断从体系中逸出。使得此反应能够正向进行。

2.较强的酸能把较弱的酸从其盐溶液中制取出来，这是复分解反应的一般规律，由此对于反应Na₂SiO₃+CO₂+2H₂0==Na₂CO₃+H₄SiO₄↓的反应是不难理解的，而反应Na₂CO₃+SiO₂===Na₂SiO₃+CO₂和CaCO₃+SiO₂===GaSiO₃+CO₂这是生产普通玻璃时的两个主要反应,居然也能进行。按照一般规律：硅酸的酸性比碳酸弱，二氧化硅不能与碳酸钠(或碳酸钙)反应放出二氧化碳。但这两个反应不是在溶液中进行，而是在高温条件下进行，同样是因为在高温下只有二氧化碳是气态，不断从反应体系中逸出，使得这两个反应能够正向进行。

3.非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却不然。

Si+2NaOH+H₂O==Na2SiO3+2H₂↑

4.虽然SiO₂是硅酸的酸酐，但却不能用SiO₂与水反应制备硅酸，而只能用可溶性硅酸盐跟酸作用来制备。Na₂SiO₃+2 HCI===H₂SiO₃+2NaCl

5.酸性氧化物一般不与酸反应(除氧化一还原反应外),而二氧化硅却能与氢氟酸反应。SiO₂+4HF===SiF₄t+2H₂O此反应之所以能进行，一是因为SiF₄的沸点(－86℃)比氟化氢沸点(19.54℃)还要低得多，更易挥发；二是有水生成。

6.非金属氧化物一般是分子晶体，而二氧化硅却是原子晶体。

7.无机酸一般易溶于水，而硅酸与原硅酸却难溶于水。

8.通常所说的某酸盐是一酸根的盐。而硅酸盐却是多种硅酸(H₂SiO₃、H₄SiO₄、H₂Si₂O₅、H₆Si₂O₇等)的盐的总称。

9.非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氟化氢(氢氟酸)反应，而且还有氢气生成。Si+4HF==SiF₇₄↑+2H₂↑

10.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，但它和玻璃的化学成份并不相同。硅酸钠也叫泡花碱，但它是盐而不是碱。钢化玻璃与普通玻璃成份相同，水玻璃与玻璃成份却不同。

11.纯硅是典型的半导体：纯硅晶体具有金刚石那样的结构，但金刚石不导电，而纯硅是典型的半导体。其原因是Si-Si键不及金刚石晶体中的C-C键牢固，当温度升高时，Si-Si键较易断裂。于是有一些电子在晶体中移动。所以半导体的导电率随温度升高而增大。

(作者单位：青海省平安县平安一中)