Ниже — сжатая «шпаргалка» по сравнению диоксида углерода CO₂ (оксид углерода(IV)) и диоксида кремния SiO₂ (оксид кремния(IV)) с ключевыми уравнениями.

Сходство

• Состав и степень окисления: в обоих оксидах неметалл в степени окисления +4 (C(+IV), Si(+IV)); это кислотные оксиды.

• Ковалентная природа связи.

• Реакции с основаниями и основными оксидами (дают соли соответствующих кислот — карбонаты/гидрокарбонаты и силикаты).

  • С растворами щёлочей:
    CO₂ + 2NaOH(aq) → Na₂CO₃(aq) + H₂O
    CO₂ + NaOH(aq) → NaHCO₃(aq)
    SiO₂(s) + 2NaOH(расплав/конц., t°) → Na₂SiO₃ + H₂O

  • С основными оксидами (при сплавлении):
    CO₂ + CaO → CaCO₃
    SiO₂ + CaO → CaSiO₃

Различия

1) Строение и физические свойства

• Агрегатное состояние: CO₂ — бесцветный газ (при обычных условиях); при −78,5 °C образует сухой лёд (сублимирует). SiO₂ — твёрдое вещество (кварц, кремнезём) с очень высокой t_пл (~1700 °C).

• Строение: CO₂ — молекулярное, линейная молекула O=C=O. SiO₂ — атомно-кристаллическая 3D-сеть из тетраэдров SiO₄; отдельных молекул «SiO₂» в кристалле нет.

• Растворимость: CO₂ заметно растворим в воде (образуется угольная кислота), SiO₂ практически нерастворим и с водой не реагирует.

2) Химические свойства

Диоксид углерода, CO₂

• Кислотный ангидрид угольной кислоты:
  CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃ (слабая, нестойкая, существует в растворе)

• С щёлочами (образование солей): см. выше.

• С известковой водой: помутнение из-за карбоната кальция; при избытке CO₂ осадок растворяется:
  Ca(OH)₂(aq) + CO₂ → CaCO₃(s)↓ + H₂O
  CaCO₃(s) + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂(aq)

• С основными оксидами:
  CO₂ + Na₂O → Na₂CO₃ (обобщённо, чаще через щёлочь/карбонат)

• Окислитель (восстанавливается до CO или C):
  2Mg + CO₂ → 2MgO + C
  CO₂ + C ⇄ 2CO (реакция Будуара, t°)
  CO₂ + H₂ → CO + H₂O (t°, кат.)
  CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O (реакция Сабатье, Ni, t°)

• Не поддерживает горение, сам негорюч.

Диоксид кремния, SiO₂

• С водой: не реагирует (нет устойчивой «растворимой» кремниевой кислоты в обычных условиях).

• Кислотный оксид, но «жёсткий» и малореакционноспособный: требует высоких температур/расплавов.

  • С щёлочами и основными оксидами (силикаты):
    SiO₂ + 2KOH(расплав) → K₂SiO₃ + H₂O
    SiO₂ + Na₂CO₃(расплав) → Na₂SiO₃ + CO₂↑ (стекольное дело)
    SiO₂ + CaO(расплав) → CaSiO₃

• С кислотами: устойчив к большинству кислот, кроме фтороводородной:
  SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O
  SiO₂ + 6HF → H₂SiF₆ + 2H₂O (в растворе)

• Восстановление (при t°, карботермически/металлотермически):
  SiO₂ + 2C → Si + 2CO↑ (электропечь)
  2Mg + SiO₂ → 2MgO + Si

Краткий итог

• Общее: кислотные оксиды неметаллов со степенью окисления +4; реагируют с щёлочами и основными оксидами, проявляя «кислотный» характер.

• Различия: CO₂ — летучий молекулярный газ, легко образует H₂CO₃ и карбонаты/гидрокарбонаты в водных растворах; сравнительно «мягкий» окислитель. SiO₂ — твёрдая прочная 3D-сеть, химически инертнее, воду не гидратирует, с основаниями реагирует лишь при t°/в расплавах, с кислот реагирует практически только с HF; восстанавливается до Si лишь сильными восстановителями при высоких температурах.