Карби́ды — соединения металлов и неметаллов с углеродом. Традиционно к карбидам относят соединения, где углерод имеет бо́льшую электроотрицательность, чем второй элемент (таким образом из карбидов исключаются такие соединения углерода, как оксиды, галогениды и т. п.).
Карбиды — это кристаллические тела. Природа химической связи в них может быть различной. Например, карбиды многих металлов, относящихся к главной подгруппе I, II, III групп периодической системы Д. И. Менделеева, являются солеобразными соединениями, в которых преобладает ионная связь. К ним можно отнести карбид алюминия и карбид кальция.
В карбиде кремния и карбиде бора — ковалентная межатомарная связь. Отличительными свойствами этих веществ являются высокая твердость, тугоплавкость, а также химическая инертность.
А вот большинство металлов, которые находятся в побочной подгруппе IV—VIII групп периодической системы химических элементов образуют такие карбиды, в которых связь между атомами близка к металлической. Из этого следует, что карбиды в некотором отношении похожи по свойствам с металлами (обладают значительной электропроводимостью, имеют высокую твердость, а также тугоплавкость). Карбиды из этой группы применяют во многих отраслях промышленности[1].
Свойства
Карбиды — тугоплавкие твёрдые вещества. Они нелетучи и нерастворимы ни в одном из известных растворителей. Карбиды бора и кремния (В4С и SiC), титана, вольфрама, циркония (TiC, WC и ZrC соответственно) обладают высокой твёрдостью, жаростойкостью, химической инертностью. Карбид гафния HfC0,98 является одним из самых тугоплавких материалов: плавится при температуре 3959 ±84 °C.
Применение
Карбиды применяют в производстве чугунов и сталей, керамики, различных сплавов, как абразивные и шлифующие материалы, как восстановители, раскислители, катализаторы и др. WC и TiC входят в состав твёрдых сплавов, из которых готовят режущий инструмент; карбид кальция СаС2 используют для получения ацетилена; из карбида кремния SiC (карборунд) готовят шлифовальные круги и другие абразивы; карбид железа Fe3C (цементит) входит в состав чугунов и сталей, из карбида вольфрама и карбида хрома производят порошки, используемые при газотермическом напылении.
Разновидности
Карбиды могут быть образованы разными органическими соединениями, а могут не иметь аналогов среди органических веществ. Есть, например, ацетилениды, метаниды и другие.
Карбиды подразделяются на следующие виды:
Солеобразные карбиды образованны металлами I и II групп, а также алюминием, редкоземельными элементами и актиноидами.
- Ковалентные (карборунд SiC)
Ковалентные карбиды образованы бором и кремнием.
- Металлоподобные (имеющие нестехиометрический состав, например, цементит (Fe3C)).
Образованы металлами IV—VII групп, а также никелем, железом и кобальтом.
Солеобразные карбиды обычно разлагаются водой и кислотами с выделением углеводородов (некоторые очень бурно, например, карбиды натрия, калия, цезия). Ковалентные карбиды обычно химически инертны. Металлоподобные карбиды имеют промежуточную химическую активность.
Метаниды
Метаниды — ионные карбиды, являющиеся производными метана[2]. В воде или разбавленных кислотах разлагаются с образованием метана[2][3]. Примерами метанидов являются карбид алюминия (Al4C3), карбид бериллия (Be2C)[2] и карбид магния (Mg2C)[4]. В чистом виде бесцветны и прозрачны[3].
Ацетилениды
Ацетилениды — ионные карбиды, являющиеся производными ацетилена (этина). Активно гидролизуются с образованием ацетилена, наибольшее практическое значение имеет карбид (ацетиленид) кальция CaC2.
См. также
Примечания
- ↑ Н.Л. Глинка. Общая химия / под ред. В.А. Рабиновича. — 1988.
- ↑ 1 2 3 Карбиды // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
- ↑ 1 2 Вальков Ф. А. Неорганическая химия, учебник для педагогических вузов. — М.: Государственное учебно-педагогическое издательство, 1963. — С. 346.
- ↑ [Synthesis of Mg2C: A Magnesium Methanide — Wiley Online Library. Дата обращения: 11 июля 2013. Архивировано 30 марта 2014 года. Synthesis of Mg2C: A Magnesium Methanide — Wiley Online Library]
Литература
- Косолапова Т. Я. Карбиды. М., 1968;
- Самсонов Г. В., Косолапова Т. Я., Домасевич Л. Т. Свойства, методы получения и области применения тугоплавких карбидов и сплавов на их основе. Киев, 1974;
- Высокотемпературные карбиды. Киев, 1975;
- Карбиды и сплавы на их основе. Киев, 1976
Ссылки
 | |
|---|---|
| В библиографических каталогах |
Эта страница в последний раз была отредактирована 23 апреля 2024 в 04:09.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.