Węgliki
Węgliki można ogólnie sklasyfikować według rodzaju wiązań chemicznych w następujący sposób: (i) podobne do soli (jonowe), (ii) związki kowalencyjne, (iii) związki międzywęzłowe oraz (iv) „pośrednie” węgliki metali przejściowych. Przykłady obejmują węglik wapnia (CaC2), węglik krzemu (SiC), węglik wolframu (WC; często nazywany, po prostu, węglik w odniesieniu do obrabiarek), i cementyt (Fe3C), każdy używany w kluczowych zastosowaniach przemysłowych. Nazewnictwo jonowych węglików nie jest systematyczny.
Solny / solny / jonowe węglikiEdit
Solny węgliki składają się z wysoce elektrododatnich elementów, takich jak metale alkaliczne, metale ziem alkalicznych i metali grupy 3, w tym skandu, itru i lantanu. Aluminium z grupy 13 tworzy węgliki, ale galu, indu i talu nie. Materiały te posiadają izolowane centra węglowe, często określane jako „C4-„, w metankach lub metidach; dwuatomowe jednostki, „C2-
2″, w acetylidach; oraz trzyatomowe jednostki, „C4-
3″, w allilidach. Związek interkalacyjny grafitu KC8, przygotowany z pary potasu i grafitu, oraz pochodne metali alkalicznych C60 nie są zwykle klasyfikowane jako węgliki.
MetanidyEdit
Metanidy są podzbiorem węglików wyróżniającym się tendencją do rozkładu w wodzie, w wyniku którego powstaje metan. Trzy przykłady to węglik glinu Al
4C
3, węglik magnezu Mg
2C i węglik berylu Be
2C.
Węgliki metali przejściowych nie są węglikami solnymi, ale ich reakcja z wodą jest bardzo powolna i zwykle jest pomijana. Na przykład, w zależności od porowatości powierzchni, 5-30 warstw atomowych węglika tytanu ulega hydrolizie, tworząc metan w ciągu 5 minut w warunkach otoczenia, po czym następuje nasycenie reakcji.
Zauważmy, że metanid w tym kontekście jest trywialną nazwą historyczną. Zgodnie z konwencją nazewnictwa systematycznego IUPAC, związek taki jak NaCH3 byłby określany jako „metanid”, chociaż związek ten jest często nazywany metylosodem.
Acetylidy / EtynidyEdit
Przyjmuje się, że niektóre karbidy są solami anionu acetylidowego C22- (zwanego również nadkarbidem), który posiada wiązanie potrójne pomiędzy dwoma atomami węgla. Metale alkaliczne, metale ziem alkalicznych i metale lantanowców tworzą acetylki, np. węglik sodu Na2C2, węglik wapnia CaC2 i LaC2. Lantanowce również tworzą węgliki (seskwicęglowodory, patrz poniżej) o wzorze M2C3. Metale z grupy 11 mają również tendencję do tworzenia acetylidów, takich jak acetylid miedzi(I) i acetylid srebra. Węgliki pierwiastków aktynowców, o stechiometrii MC2 i M2C3, są również opisywane jako solne pochodne C2-
Długość wiązania potrójnego C-C waha się od 119,2 pm w CaC2 (podobnie jak etyn), do 130,3 pm w LaC2 i 134 pm w UC2. Wiązanie w LaC2 zostało opisane w kategoriach LaIII z dodatkowym elektronem zdelokalizowanym do orbitalu przeciw wiązaniu na C2-
2, co wyjaśnia przewodnictwo metaliczne.
AllilidyEdit
Jon polatomowy C4-
3, czasami nazywany allilidem, występuje w Li4C3 i Mg2C3. Jon ten ma budowę liniową i jest izoelektronowy z CO2. Odległość C-C w Mg2C3 wynosi 133,2 pm. Mg2C3 podczas hydrolizy daje metyloacetylen, CH3CCH, i propadien, CH2CCH2, co było pierwszą wskazówką, że zawiera on C4-
Węgliki kowalencyjneEdit
Węgliki krzemu i boru są określane jako „węgliki kowalencyjne”, chociaż praktycznie wszystkie związki węgla wykazują pewien charakter kowalencyjny. Węglik krzemu ma dwie podobne formy krystaliczne, które są związane ze strukturą diamentu. Węglik boru, B4C, z drugiej strony, ma niezwykłą strukturę, która zawiera ikosaedryczne jednostki boru połączone przez atomy węgla. Pod tym względem węglik boru jest podobny do borków bogatych w bor. Zarówno węglik krzemu (znany również jako karborund), jak i węglik boru są materiałami bardzo twardymi i ogniotrwałymi. Oba materiały mają duże znaczenie przemysłowe. Bor tworzy również inne węgliki kowalencyjne, np. B25C.
Węgliki molekularneEdit
Kompleksy metali zawierające C znane są jako kompleksy karbidowe metali. Najczęściej spotykane są klastery oktaedryczne ze środkiem węglowym, takie jak 2+ i 2-. Podobne gatunki znane są dla karbonyli metali i wczesnych halogenków metali. Wyizolowano kilka końcowych węglików, np. .
Metallocarbohedryny (lub „met-cars”) są stabilnymi klastrami o ogólnym wzorze M
8C
12 gdzie M jest metalem przejściowym (Ti, Zr, V, itd.).