Карбиды

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 подруппе 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].

СвойстваПравить

Карбиды — тугоплавкие твёрдые вещества. Они нелетучи и нерастворимы ни в одном из известных растворителей. Карбиды бора и кремния4С и SiC), титана, вольфрама, циркония (TiC, WC и ZrC соответственно) обладают высокой твёрдостью, жаростойкостью, химической инертностью. Карбид гафния HfC0,98 является самым тугоплавким материалом из всех известных: плавится при температуре 3959 ±84 °C.

ПрименениеПравить

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.

РазновидностиПравить

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 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.

МетанидыПравить

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].

АцетиленидыПравить

Ацетилениды — ионные карбиды, являющиеся производными ацетилена (этина). Активно гидролизуются с образованием ацетилена, наибольшее практическое значение имеет карбид (ацетиленид) кальция CaC2.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Н.Л. Глинка. Общая химия / под ред. В.А. Рабиновича. — 1988.
  2. 1 2 3 Карбиды // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  3. 1 2 Вальков Ф. А. Неорганическая химия, учебник для педагогических вузов. — М.: Государственное учебно-педагогическое издательство, 1963. — С. 346.
  4. [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]

ЛитератураПравить

  • 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

СсылкиПравить