７．炭素とケイ素Ａ．単体＜炭素＞ダイヤモンド・黒鉛・フラーレンの３種類の同素体がある。化学的に安定で通常の溶媒に溶けずない。また、酸・アルカリにもおかされない。高温では燃焼して二酸化炭素となる。自然界では，岩石中に炭酸塩として，大気圏に二酸化炭素としてあり，また有機化合物の主要構成元素として生物体の重要な構成成分である。［ダイヤモンド］［黒鉛］［フラーレン］＜ケイ素＞１４族の元素。ケイ酸塩、酸化物（石英）の形で岩石を構成している。地殻存在量は酸素に次いで多く、２７．６％を占める。単体は、電気炉中で珪砂（主成分ＳｉＯ２）を炭素で還元して得られる。ＳｉＯ２＋２Ｃ→Ｓｉ＋２ＣＯケイ素の単体は、ダイヤモンドと同様の構造をもつ灰色の結晶で、融点は高く、固くてもろい。また、金属に似た光沢もある。ケイ素は導体と絶縁体の中間の電気伝導性をもつ半導体である。高純度のケイ素は集積回路や太陽電池などに用いられる。Ｂ．化合物１．炭素の化合物酸化物一酸化炭素二酸化炭素沸点－１９２℃ －７９℃で昇華毒性ありなし水溶性溶けにくい少し溶ける（弱酸性）還元性ありなし＊ＣＯ＊（ギ酸に濃硫酸）濃硫酸で脱水ＨＣＯＯＨ→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ＊ＣＯ２＊（ＣａＣＯ３に希塩酸）下方置換によって採集する。ＣａＣＯ３に＋ＨＣｌ→ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＜二酸化炭素の検出＞水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）２水溶液（石灰水）に二酸化炭素を吸収させると、炭酸カルシウムＣａＣＯ３を生じ、石灰水を白濁させる。この反応は二酸化炭素の検出に利用される。＜ドライアイス＞二酸化炭素を１．０１３×１０５Ｐａのもとで、－７９℃以下にすると、気体から固体に変化する。二酸化炭素の固体はドライアイスともよばれ、低温を得るのに利用されている。２．ケイ素の化合物二酸化ケイ素は、シリカともよばれ、石英、水晶、珪砂などとして天然に多量に存在している。ＳｉとＯの共有結合はきわめて強いので、ＳｉＯ２の結晶は硬く、融点も高い。二酸化ケイ素は炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウムのような塩基と反応すると、ケイ酸ナトリウムＮａ２ＳｉＯ３を生じる。ＳｉＯ２の＋ＮａＣＯ３→Ｎａ２ＳｉＯ３＋ＣＯ２＊水ガラス＊ケイ酸ナトリウムＮａ２ＳｉＯ３耐圧がま中で熱すると、水ガラスという粘性の大きい水あめ状の液体が得られる。水ガラスを空気中に放置すると、ＳｉＯ２を析出し、流動性を失って固まる（ゲル状になる）。この性質を利用してガラスの接合剤や、防火剤の原料などに用いられる。＊シリカゲル＊水ガラスの水溶液に酸を加えると、弱酸であるケイ酸ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏが析出する。ケイ酸を乾燥させたものがシリカゲルである。