Karbid
Karbider kan i allmänhet klassificeras enligt följande kemiska bindningar: (i) saltliknande (joniska), (ii) kovalenta föreningar, (iii) interstitiella föreningar och (iv) ”intermediära” övergångsmetallkarbider. Som exempel kan nämnas kalciumkarbid (CaC2), kiselkarbid (SiC), volframkarbid (WC; kallas ofta helt enkelt karbid när det gäller verktygsmaskiner) och cementit (Fe3C), som alla används i viktiga industriella tillämpningar. Namngivningen av joniska karbider är inte systematisk.
Saltliknande / saltliknande / joniska karbiderRedigera
Saltliknande karbider består av starkt elektropositiva grundämnen som alkalimetaller, alkaliska jordartsmetaller och metaller i grupp 3, inklusive scandium, yttrium och lantan. Aluminium från grupp 13 bildar karbider, men inte gallium, indium och tallium. Dessa material har isolerade kolcentra, ofta beskrivna som ”C4-”, i metaniderna eller methiderna, tvåatomiga enheter, ”C2-
2″, i acetyliderna och treatomiga enheter, ”C4-
3″, i allyliderna. Grafitinterkalationsföreningen KC8, som framställs av kalium- och grafitångor, och alkalimetallerivaten av C60 klassificeras vanligen inte som karbider.
MetaniderEdit
Metanider är en undergrupp av karbider som kännetecknas av att de har en tendens att sönderdelas i vatten och producerar metan. Tre exempel är aluminiumkarbid Al
4C
3, magnesiumkarbid Mg
2C och berylliumkarbid Be
2C.
Transitionsmetallkarbider är inte saltkarbider men deras reaktion med vatten är mycket långsam och försummas vanligtvis. Beroende på ytporositet hydrolyseras till exempel 5-30 atomlager av titankarbid och bildar metan inom 5 minuter vid omgivande förhållanden, följt av mättnad av reaktionen.
Bemärk att metanid i detta sammanhang är ett trivialt historiskt namn. Enligt IUPAC:s systematiska namngivningskonventioner skulle en förening som NaCH3 betecknas som en ”metanid”, även om denna förening ofta kallas metylsodium.
Acetylider / EtyniderEdit
Vissa karbider antas vara salter av acetylidanjonen C22- (även kallad perkarbid), som har en trippelbindning mellan de två kolatomerna. Alkalimetaller, alkaliska jordartsmetaller och lanthanoida metaller bildar acetylider, t.ex. natriumkarbid Na2C2, kalciumkarbid CaC2 och LaC2. Lantanider bildar också karbider (sesquikarbider, se nedan) med formeln M2C3. Metaller från grupp 11 tenderar också att bilda acetylider, t.ex. koppar(I)-acetylid och silveracetylid. Karbider av aktinidelementen, som har stökiometrin MC2 och M2C3, beskrivs också som saltliknande derivat av C2-
Längden på C-C trippelbindningen varierar från 119,2 pm i CaC2 (som liknar etan), till 130,3 pm i LaC2 och 134 pm i UC2. Bindningen i LaC2 har beskrivits i termer av LaIII med den extra elektronen delokaliserad till den antibindande orbitalen på C2-
2, vilket förklarar den metalliska ledningen.
AllyliderRedigera
Den polyatomära jonen C4-
3, som ibland kallas för allylid, finns i Li4C3 och Mg2C3. Jonen är linjär och är isoelektronisk med CO2. C-C-avståndet i Mg2C3 är 133,2 pm. Mg2C3 ger metylacetylen, CH3CCH, och propadien, CH2CCH2, vid hydrolys, vilket var den första indikationen på att den innehåller C4-
Kovalenta karbiderRedigera
Karbiderna av kisel och bor beskrivs som ”kovalenta karbider”, även om praktiskt taget alla kolföreningar uppvisar en viss kovalent karaktär. Kiselkarbid har två liknande kristallina former, som båda är besläktade med diamantstrukturen. Borkarbid, B4C, har å andra sidan en ovanlig struktur med icosaedriska borenheter som är sammanlänkade med kolatomer. I detta avseende liknar borkarbid de borrika boriderna. Både kiselkarbid (även känd som karborundum) och borkarbid är mycket hårda och eldfasta material. Båda materialen är viktiga industriellt sett. Bor bildar även andra kovalenta karbider, till exempel B25C.
Molekylära karbiderEdit
Metalkomplex som innehåller C kallas metallkarbidokomplex. Vanligast är kolcentrerade oktaedriska kluster, såsom 2+ och 2-. Liknande arter är kända för metallkarbonylerna och de tidiga metallhalogeniderna. Ett fåtal terminala karbider har isolerats, t.ex. .
Metallocarbohedryner (eller ”met-cars”) är stabila kluster med den allmänna formeln M
8C
12 där M är en övergångsmetall (Ti, Zr, V etc.).