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Carbide

EIN Hartmetall ist ein chemische Verbindung von Kohlenstoff mit einem Element von kleiner oder gleich Elektronegativität.

Calciumcarbid
Siliziumkarbid

Carbide sind alle sehr harte und starke Oxidationsmittel:

Letzteres ist weit verbreitet in Hartmetallschießen. Wenn Calciumcarbid mit Wasser in Kontakt kommt, entsteht das explosive Gas Acetylen nach folgender Antwort:

CaC2 2H2O → Ca(OH)2 C2huh2

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Das Karbidion ist beides:

  1. das C22−, oder ein Salz davon (mit einer Dreifachbindung)
  2. das C4−, oder ein Salz davon. Das ist ein sehr starke Basis.

Carbide werden im Allgemeinen nach ihrem chemischen Bindungstyp klassifiziert:

  • salzartige Carbide: Verbindungen, die hauptsächlich Elemente der Gruppen I, II und III enthalten.
    • Methanide mit C4− wie Berylliumkarbid Be2C und Aluminiumkarbid Al4C3. Bei der Hydrolyse setzen sie Methan frei:
      Bereits4C3 12 Stunden2O → 4 Al(OH)3 3 CH4
    • Acetylide mit dem theoretischen Acetylid-Anion C22−. Diese werden gebildet mit Alkali Metalle, Erdalkalimetalle und Lanthanoide: Natriumcarbid Na2C2, Calciumcarbid CaC2 und Lanthankarbid LaC2. Lanthanide können auch Carbide mit der folgenden Formel bilden M2(C2)3. Auch Metalle raus Gruppe 11 können Acetylide wie Kupfer(I)acetylid und Silberacetylid bilden. Auch Karbide aus Aktiniden mit Formel MC2 und M2C3 gelten als Salze von C22−. Diese Verbindungen reagieren mit Wasser und dem C22− Ionen werden zu Acetylen hydrolysiert:
      ca2 C22− 2 H2O → HCCH Ca(OH)2
    • "Sesquicarbide" enthalten das mehratomige Ion C34−. Dies geschieht in einem Lithiumcarbid Li4C3 und ein Magnesiumcarbid Mg2C3. Das Ion ist linear und isoelektronisch mit CO2.
  • kovalent Verbindungen: dazu gehören Siliziumkarbid SiC und Borkarbid B4C. Beides sind sehr harte, feuerfeste Materialien. Die Elemente Si und B sind Kohlenstoff in Größe und Elektronegativität am nächsten.
  • interstitielle Carbide: Die Carbide der meisten Übergangsmetalle der Gruppen 4, 5 und 6 (mit Ausnahme von Chrom) werden oft mit dem Begriff "interstitielle VerbindungenDiese Carbide haben metallische Eigenschaften und sind feuerfest.Titancarbid kann eine Reihe von stöchiometrischen Formeln annehmen, die bis zu Ti . reichen8C12, ein stabiler Cluster. Wolframcarbid-WC hat auch eine große industrielle Bedeutung.
  • Zwischencarbide von Übergangsmetallen: Dies sind komplexere Strukturen mit mehreren with Stöchiometriez.B. Eisen bildet einige Karbide Fe3C (Zementit), Fe7C3 und Fe2C. Solche Carbide sind reaktiver als die interstitiellen Carbide. Die Carbide von Cr, Mn, Fe, Co und Ni werden durch verdünnte Säuren zu einem Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen hydrolysiert.
Der Komplex [Au6C(PPh3)6]2 enthält einen Kern aus Kohlenstoff und Gold
  • molekulare Carbide: Metallkomplexe mit C . sind bekanntnein enthalten. Die meisten sind kohlenstoffzentrierte Cluster wie [Au6C(PPh3)6]2 . Solche Stoffe sind auch bei den Metallcarbonylen und bei einigen Metallhalogeniden bekannt. Sie haben sogar kristallisierte Verbindungen mit Carbiden am Ende des Moleküls, wie CRuCl2(P(C6huh11)3)2.

Vorbereitung

Carbide können auf folgende Weise hergestellt werden:

  • direkte Verbindung der Elemente bei hoher Temperatur (über 2200 °C)
  • Erhitzen mit Kohlenstoff einer Verbindung des Metalls (normalerweise ein Oxid)
  • Erhitzen des Metalls in Dämpfen mit einem geeigneten Kohlenwasserstoff.
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