Karbid
Kimyoda karbid odatda uglerod va metalldan tashkil topgan birikma bo'lib. Metallurgiyada karbidlash yoki karbonlashtirish usuli orqali metall buyumlarning sirtki qismiga karbidlangan himoya qatlamlari ishlab chiqariladi.
Metall karbidlar
tahrir
Metall karbidlar (xromdan tashqari) ko'pincha interstitsial birikmalar sifatida ishlatiladi. Ushbu karbidlar metallik xususiyatiga va o'tga chidamlidir. Ba'zi kristall nuqsonlari tufayli, turli xil karbidlar stoixiometrik aralashmalarni namoyon qiladi. Ulardan ba'zilari, titanium karbid va volfram karbid, sanoatda muhim ahamiyatga ega, shu jumladan kesish asboblarida metallarni qoplash uchun ishlatiladi[1].
Uzoq vaqtdan beri mavjud bo'lgan fikr shundan iboratki, uglerod tarkibli metall atomlarning radiusi taxminan 135 pmdan katta bo'lsa, uglerod atomlari bilan o'ralgan metall panjaradagi oktaedral oraliqlarga joylashadi.
- Metall atomlari kub shaklida zich o'ralgan bo'lsa (ccp), keyin barcha oktaedral oraliqlarni uglerod bilan to'ldirish tosh tuzi tuzilishi bilan 1:1 nisbatda stoxiometriyaga erishadi[2].
- Metall atomlari olti burchakli chambarchas o'ralgan bo'lsa, (hcp), chunki oktaedral oraliqlar metall atomlari qatlamining har ikki tomonida bir-biriga to'g'ridan-to'g'ri qarama-qarshi yotadi, ulardan faqat bittasini uglerod bilan to'ldirish Cd2 tuzilishi bilan 2:1 nisbatda stoxiometriyaga erishadi[2].
Quyidagi jadvalda[1] metallar va karbidlarning tarkibini namayon qialdi (vanadiy, niobiy, tantal, xrom, molibden va volfram tomonidan qabul qilingan tana markazli kubik struktura panjara emas). Yuqorida tavsiflangan "h/2" yozuvi M2C tipidagi tuzilishga ishora qiladi, bu faqat haqiqiy tuzilmalarning taxminiy o'lchovi. Sof metallning panjarasi uglerod atomlarini "sindiradi" chunki, metall atomi panjarasining karbidlardagi o'rami sof metalldagi o'rashdan farq qiladi. Texnik jihatdan to'g'ri bo'lsa-da, uglerod atomlar zich joylashgan metall panjaraning oktaedral oraliqlarida joylashadi.
| Metall | Sof metallning tuzilishi | Metall radius (pm) | MC metall atomli qadoqlash |
MC tuzilishi | M2C metall atomli qadoqlash |
M2C tuzilishi | Boshqa karbidlar |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| titan | hcp | 147 | ccp | tosh tuzi | |||
| sirkoniy | hcp | 160 | ccp | tosh tuzi | |||
| gafniy | hcp | 159 | ccp | tosh tuzi | |||
| vanadiy | bcc | 134 | ccp | tosh tuzi | hcp | h/2 | V4C3 |
| niobiy | bcc | 146 | ccp | tosh tuzi | hcp | h/2 | Nb4C3 |
| tantal | bcc | 146 | ccp | tosh tuzi | hcp | h/2 | Ta4C3 |
| xrom | bcc | 128 | Cr23C6, Cr3C, Cr7C 3, Cr3C 2 | ||||
| molibden | bcc | 139 | olti burchakli | hcp | h/2 | Mo3C 2 | |
| volfram | bcc | 139 | olti burchakli | hcp | h/2 |
Uzoq vaqt davomida stexiometrik bo'lmagan fazalar orasi tasodifiy to'lilishini tartibsiz ekanligiga ishonishgan, ammo qisqa va uzoqroq vaqtda tartiblanishi aniqlangan[3].
Qo'rg'oshin va qalay kabi ba'zi metallar hech qanday sharoitda karbid hosil qilmaydi[4]. Lekin ikki o'lchovli o'tkazgich bo'lgan, titan-qalay aralashmasida karbid mavjud[5].
Metanidlar
tahrirMetall karbidlari sho'r emas, ular suv bilan reaksiyasi juda sekin boradi. Masalan, sirti g'ovakligiga qarab, titan karbidining 5 — 30 atom qatlami gidrolizlanadi, atrof-muhit sharoitiga qarab 5 minut ichida metan hosil qiladi[6].
Kontekstda metanid tarixiy nom hisoblanadi. IUPAC tizimli nomlash konventsiyalariga ko'ra, NaCH3 birikmasi "metanid" deb ataladi[7].
Atsetilidlar/etinidlar
tahrirKovalent karbidlar
tahrirKremniy va bor karbidlari "kovalent karbidlari" bo'lib, deyarli barcha uglerod birikmalari kovalent xususiyatga ega. Silikon karbid ikkita o'xshash kristalli shaklga ega, ularning ikkalasi ham olmos tuzilishi bilan bog'liq. Bor karbid B4C uglerod atomlari bilan bog'langan bor birliklarini o'z ichiga olgan g'ayrioddiy tuzilishga ega. Bor karbidni bu xususiyati boridlarga o'xshaydi. Kremniy karbid va bor karbid juda qattiq materiall va o'tga chidamli modda hisoblanadi. Ikkala material ham sanoatda muhim ahamiyatga ega. Bor boshqa kovalent karbidlarni ham hosil qiladi, masalan, B25C.
Molekulyar karbidlar
tahrir
C o'z ichiga olgan metall komplekslari metall karbido komplekslari sifatida tanilgan. Eng keng tarqalganlari uglerod markazli oktaedral klasterlar, masalan, [Au6C(PΦ3)6]2+ (bu yerda: "P" yoki "Ph" 3ta qo'sh bog'langan olti burchakli uglerod halqasini ifodalaydi. Fenil guruhi va metall karbonillari [Fe 6C(CO)6]2− metall halidlari ma'lum. [CRuCl 2 {P(C6H11)3}2] kabi bir nechta terminal karbidlarga ajratilgan.
Metallokarboedrinlar umumiy formulasi M8C12 bo'lgan barqaror moddalar. Bu yerda M - o'tish metalli (Ti, Zr, V va boshqalar).
Tegishli materiallar
tahrirKarbidlardan tashqari, tegishli uglerod birikmalarining boshqa guruhlari ham mavjud.
- grafitli interkalatsiya birikmalar
- gidroksidi metall fulleridlar
- endohedral fullerenlar, metall atomi fulleren molekulasi ichida o'ralgan.
- C2 birliklarini o'z ichiga olgan modda birikmalari bo'lgan metallakarboedrenlar.
- nanokorpusli uglerod, metall karbidlarni gaz bilan xlorlash orqali metall molekulalarini olib tashlaydi va yuqori zichlikdagi energiyani saqlashga qodir bo'lgan g'ovakli, deyarli toza uglerod materialini hosil qiladi.
- metall karben komplekslari.
- ikki o'lchovli metall karbidlari: MXenes
Yana qarang
tahrirManbalar
tahrir- ↑ 1,0 1,1 Peter Ettmayer „Carbides: transition metal solid state chemistry“, . Encyclopedia of Inorganic Chemistry R. Bruce King: . John Wiley & Sons, 1994. ISBN 978-0-471-93620-6.
- ↑ 2,0 2,1 Zhu, Qinqing; Xiao, Guorui; Cui, Yanwei; Yang, Wuzhang; Wu, Siqi; Cao, Guang-Han; Ren, Zhi (2021-10-15). "Anisotropic lattice expansion and enhancement of superconductivity induced by interstitial carbon doping in Rhenium" (en). Journal of Alloys and Compounds 878: 160290. doi:10.1016/j.jallcom.2021.160290. ISSN 0925-8388. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838821016996.
- ↑ C.H. de Novion; J.P. Landesman (1985). "Order and disorder in transition metal carbides and nitrides: experimental and theoretical aspects". Pure Appl. Chem. 57 (10): 1391. doi:10.1351/pac198557101391.
- ↑ John Percy. The Metallurgy of Lead, including Desiverization and Cupellation. London: J. Murray, 1870 — 67-bet. Qaraldi: 2013-yil 6-aprel.
- ↑ Y. C. Zhou; H. Y. Dong; B. H. Yu (2000). "Development of two-dimensional titanium tin carbide (Ti2SnC) plates based on the electronic structure investigation". Materials Research Innovations 4 (1): 36–41. doi:10.1007/s100190000065.
- ↑ A. I. Avgustinik; G. V. Drozdetskaya; S. S. Ordan'yan (1967). "Reaction of titanium carbide with water". Powder Metallurgy and Metal Ceramics 6 (6): 470–473. doi:10.1007/BF00780135. https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF00780135.
- ↑ Weiss, Erwin; Corbelin, Siegfried; Cockcroft, Jeremy Karl; Fitch, Andrew Nicholas (1990). "Über Metallalkyl- und -aryl-Verbindungen, 44 Darstellung und Struktur von Methylnatrium. Strukturbestimmung an NaCD3-Pulvern bei 1.5 und 300 K durch Neutronen- und Synchrotronstrahlenbeugung". Chemische Berichte 123 (8): 1629–1634. doi:10.1002/cber.19901230807. ISSN 0009-2940.