Carburo
I carburi possono essere generalmente classificati in base al tipo di legami chimici come segue: (i) sali (ionici), (ii) composti covalenti, (iii) composti interstiziali, e (iv) carburi di metalli di transizione “intermedi”. Gli esempi includono il carburo di calcio (CaC2), il carburo di silicio (SiC), il carburo di tungsteno (WC; spesso chiamato, semplicemente, carburo quando ci si riferisce alle macchine utensili), e la cementite (Fe3C), ognuno usato in applicazioni industriali chiave. La denominazione dei carburi ionici non è sistematica.
Carburi salini / salini / ionici
I carburi salini sono composti da elementi altamente elettropositivi come i metalli alcalini, i metalli alcalino-terrosi e i metalli del gruppo 3, compresi scandio, ittrio e lantanio. L’alluminio del gruppo 13 forma carburi, ma gallio, indio e tallio no. Questi materiali sono caratterizzati da centri di carbonio isolati, spesso descritti come “C4-“, nei metanidi o nei metanidi; unità di due atomi, “C2-
2″, negli acetilidi; e unità di tre atomi, “C4-
3″, negli allilidi. Il composto di intercalazione della grafite KC8, preparato dal vapore di potassio e grafite, e i derivati dei metalli alcalini del C60 non sono solitamente classificati come carburi.
MetanuriModifica
I metanuri sono un sottoinsieme dei carburi che si distinguono per la loro tendenza a decomporsi in acqua producendo metano. Tre esempi sono il carburo di alluminio Al
4C
3, il carburo di magnesio Mg
2C e il carburo di berillio Be
2C.
I carburi dei metalli di transizione non sono carburi salini ma la loro reazione con l’acqua è molto lenta e viene solitamente trascurata. Per esempio, a seconda della porosità della superficie, 5-30 strati atomici di carburo di titanio vengono idrolizzati, formando metano entro 5 minuti a condizioni ambientali, in seguito alla saturazione della reazione.
Nota che il metanide in questo contesto è un banale nome storico. Secondo le convenzioni di denominazione sistematica della IUPAC, un composto come NaCH3 sarebbe definito “metanide”, anche se questo composto è spesso chiamato metilsodio.
Acetilidi / EtinidiModifica
Diversi carburi sono considerati sali dell’anione acetilide C22- (chiamato anche percarburo), che ha un triplo legame tra i due atomi di carbonio. I metalli alcalini, i metalli alcalino-terrosi e i lantanoidi formano acetilidi, per esempio il carburo di sodio Na2C2, il carburo di calcio CaC2 e LaC2. I lantanidi formano anche carburi (sesquicarburi, vedi sotto) con formula M2C3. I metalli del gruppo 11 tendono anche a formare acetilidi, come l’acetilide di rame (I) e l’acetilide d’argento. I carburi degli elementi attinidi, che hanno stechiometria MC2 e M2C3, sono anche descritti come derivati salini del C2-
La lunghezza del triplo legame C-C varia da 119,2 pm in CaC2 (simile all’etilene), a 130,3 pm in LaC2 e 134 pm in UC2. Il legame in LaC2 è stato descritto in termini di LaIII con l’elettrone extra delocalizzato nell’orbitale di antibonding su C2-
2, spiegando la conduzione metallica.
AllylidesEdit
Lo ione poliatomico C4-
3, talvolta chiamato allilide, si trova in Li4C3 e Mg2C3. Lo ione è lineare ed è isoelettronico con il CO2. La distanza C-C in Mg2C3 è 133,2 pm. Mg2C3 produce metilacetilene, CH3CCH, e propadiene, CH2CCH2, sull’idrolisi, che è stata la prima indicazione che contiene C4-
Carburi covalentiModifica
I carburi di silicio e boro sono descritti come “carburi covalenti”, anche se praticamente tutti i composti del carbonio mostrano qualche carattere covalente. Il carburo di silicio ha due forme cristalline simili, che sono entrambe legate alla struttura del diamante. Il carburo di boro, B4C, invece, ha una struttura insolita che include unità icosaedriche di boro collegate da atomi di carbonio. In questo senso il carburo di boro è simile ai boruri ricchi di boro. Sia il carburo di silicio (noto anche come carborundum) che il carburo di boro sono materiali molto duri e refrattari. Entrambi i materiali sono importanti a livello industriale. Il boro forma anche altri carburi covalenti, per esempio B25C.
Carburi molecolariModifica
Metallocarboedrynes (o “met-car”) sono cluster stabili con la formula generale M
8C
12 dove M è un metallo di transizione (Ti, Zr, V, ecc.).