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 .

Свойства

Карбиды — тугоплавкие твёрдые вещества. Они нелетучи и нерастворимы ни в одном из известных растворителей. Карбиды бора и кремния (В ₄ С и SiC), титана , вольфрама , циркония (TiC, WC и ZrC соответственно) обладают высокой твёрдостью, жаростойкостью, химической инертностью. Карбид гафния HfC _0,98 является самым тугоплавким материалом из всех известных: 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 СаС ₂ используют для получения ацетилена ; из карбида кремния SiC ( карборунд ) готовят шлифовальные круги и другие абразивы ; карбид железа Fe ₃ C ( 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 ( CaC ₂ , Al ₄ C ₃ , Nb ₂ C )

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 (Fe ₃ C)).

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 . В воде или разбавленных кислотах разлагаются с образованием метана . Примерами метанидов являются карбид алюминия (Al ₄ C ₃ ), карбид бериллия (Be ₂ C) и карбид магния (Mg ₂ C) . В чистом виде бесцветны и прозрачны .

Ацетилениды

Ацетилениды — ионные карбиды, являющиеся производными ацетилена (этина) . Активно гидролизуются с образованием ацетилена, наибольшее практическое значение имеет карбид (ацетиленид) кальция CaC ₂ .

См. также

• Сверхтвёрдые материалы

Примечания

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

• // Энциклопедия « Кругосвет ».