Carbid: Fformiwla, Cymhwyso ac Eiddo

Mae'r byd yn gwybod llawer o wahanol gyfansoddion cemegol: trefn cannoedd o filiynau. Ac maen nhw i gyd, fel pobl, yn unigol. Mae'n amhosibl i ddod o hyd dau sylwedd sydd i gyd-fynd â'r nodweddion cemegol a ffisegol o wahanol fathau o gynrychiolaeth.

Un o'r sylweddau anorganig mwyaf diddorol presennol yn y golau gwyn yn carbides. Yn yr erthygl hon, byddwn yn trafod eu priodweddau strwythur, ffisegol a chemegol, defnyddio ychydig a gweld y cynnil o'u derbyn. Ond yn gyntaf, ychydig am hanes y darganfyddiad.

stori

Nid yw carbides metel o'r fformiwla yr ydym yn rhoi isod, yn gyfansoddion naturiol. Mae hyn oherwydd y ffaith bod eu moleciwlau yn tueddu i bydru mewn cysylltiad â dŵr. Felly, mae'n werth ceisio siarad am y synthesis cyntaf o carbides.

Gan ddechrau o 1849, mae cyfeiriadau at y synthesis o silicon carbide, fodd bynnag, mae rhai o'r ymdrechion hyn yn parhau i fod heb eu cydnabod. Dechreuodd cynhyrchu ar raddfa fawr yn 1893, mae'r fferyllydd dull Edward Acheson Americanaidd a enwyd yn ddiweddarach ar ei ôl.

Hefyd, nid yw Hanes synthesis calsiwm carbid yn llawer o wybodaeth wahanol. Yn 1862 derbyniodd y fferyllydd Almaeneg Fridrih Voler, gynhesu'r sinc hasio a chalsiwm â glo.

Nawr, gadewch i ni symud ymlaen i destunau mwy diddorol: cemegol a priodweddau ffisegol. Mae yn eu gorwedd hanfod y defnydd o'r dosbarth hwn o sylweddau.

priodweddau ffisegol

Yn hollol yr holl carbides cael eu gwahaniaethu gan eu caledwch. Er enghraifft, un o'r solidau ar y raddfa Mohs yn twngsten (9 allan o 10 pwynt posibl). Ar wahân i sylweddau hyn yn anhydrin iawn: toddi tymheredd rhai ohonynt yn cyrraedd dwy fil gradd.

Mae'r rhan fwyaf carbides gemegol anadweithiol ac yn rhyngweithio gyda nifer fach o sylweddau. Nid ydynt yn hydawdd mewn unrhyw doddyddion. Fodd bynnag, gall y rhyngweithiad cael eu hystyried gan hydoddi gyda dŵr, dinistrio bondiau a ffurfio hydrocsid metel a hydrocarbon.

Ynglŷn â'r adwaith olaf, ac mae llawer o adweithiau cemegol diddorol eraill sy'n cynnwys carbides, bydd yn cael ei drafod yn yr adran nesaf.

priodweddau cemegol

Mae bron pob carbides rhyngweithio gyda dŵr. Mae rhai - yn hawdd a heb wres (er enghraifft, carbid calsiwm), ac mae rhai (ee, Karbid Kremniya) - anwedd dŵr wrth gael eu gwresogi i 1800 gradd. Adweithedd felly yn dibynnu ar natur y cyfathrebu yn y gymysgedd, y byddwn yn trafod yn nes ymlaen. Yn yr adwaith â dŵr i gynhyrchu gwahanol hydrocarbonau. Mae hyn yn digwydd oherwydd bod y hydrogen a geir yn y dŵr, wedi'i gysylltu â'r carbon yn y carbid. Er mwyn deall yr hyn sy'n digwydd hydrocarbon (gan y gall ddigwydd wrth i'r cyfyngol, a cyfansawdd annirlawn), mae'n bosibl, yn seiliedig ar y falens y carbon a gynhwysir yn y deunydd cychwyn. Er enghraifft, os oes gennym carbid calsiwm, y mae ei fformiwla yw CAC _2, rydym yn gweld ei fod yn cynnwys y C ₂ ^2- ion. Felly, mae'n bosibl i atodi dau ïon hydrogen gyda tâl +. Felly, rydym yn cael y cyfansoddyn C ₂ H ₂ - asetylen. Yn yr un modd o cyfansawdd megis carbid alwminiwm, y mae ei fformiwla Al ₄ C _3, rydym yn CH _4. Pam na C ₃ H _12, byddwch yn gofyn? Ar ôl y ïon mae tâl o 12. Mae'r ffaith bod y nifer mwyaf o atomau hydrogen yn cael ei bennu gan y 2n + 2 fformiwla lle mae n - nifer yr atomau carbon. Felly, dim ond cyfansoddyn o'r fformiwla C ₃ H ₈ (propan) yn bodoli fel yr ïon gyda tâl 12 syrthio i dri ïon gyda dâl 4, sy'n cynhyrchu, o'i gyfuno ag moleciwl protonau methan.

Diddorol yw adwaith carbides ocsideiddio. Gallant ddigwydd wrth i'r cymysgeddau pan fydd yn agored i asiantau oxidizing cryf, ac yn llosgi arferol yn yr atmosffer ocsigen. Os bydd popeth yn glir gydag ocsigen: gafwyd dau okisda, yna gyda ocsidyddion eraill diddorol. Mae'r cyfan yn dibynnu ar natur y metel sy'n ffurfio'r carbid, yn ogystal ag ar natur y oxidant. Er enghraifft, Karbid Kremniya, y mae ei fformiwla SIC, drwy adweithio gyda chymysgedd o nitrig ac asidau hydrofflworig, yn ffurfio asid hexafluorosilicic â charbon deuocsid. Ac yn ystod yr un ymateb, ond gyda dim ond un o asid nitrig, rydym yn cael yn ocsid silicon a charbon deuocsid. Gan asiantau oxidizing hefyd yn cynnwys halogenau a chalcogens. Maent yn ymateb i unrhyw carbid, fformiwla adwaith yn dibynnu ar ei strwythur.

carbides metel fformiwla sy'n archwiliwyd gennym - nid yn unig gynrychiolwyr dosbarth hwn o gyfansoddion. Nawr rydym yn edrych yn fanylach ar bob un o'r cyfansoddion ddiwydiannol bwysig o'r dosbarth hwn, ac yna siarad am eu cais yn ein bywydau.

Beth yw'r carbides?

Mae'n troi allan, carbid, y mae ei fformiwla yw, er enghraifft, CAC _2, yn wahanol iawn o ran strwythur o sic. Ac mae'r gwahaniaeth yn bennaf yn y natur y bondiau rhwng yr atomau. Yn yr achos cyntaf, rydym yn delio â carbid halen-debyg. Mae'r dosbarth hwn o gyfansoddion cael ei enwi felly oherwydd ei fod mewn gwirionedd yn ymddwyn fel halen ohono, sy'n gallu dissociating mewn i ïonau. Mae'r bond ïonig yn wan iawn, ac sy'n ei gwneud yn hawdd i gynnal yr adwaith hydrolysis a throsi nifer o rai eraill, yn cynnwys y rhyngweithio rhwng yr ïonau.

Un arall, efallai yn fwy pwysig ddiwydiannol barn carbides cofalent yn carbides: megis, er enghraifft, SIC neu doiled. Maent yn cael eu nodweddu gan dwysedd uchel a chryfder. A hefyd anadweithiol ac yn anhydrin i wanhau cemegau.

Mae yna hefyd carbides metel-debyg. Yn hytrach, gellir eu hystyried fel aloion o fetelau â charbon. Ymhlith y gall y rhain yn cael eu nodi, e.e. (carbid haearn, y mae ei fformiwla yn gallu bod yn wahanol, ond mae'n rhyw cyfartaledd: Fe ₃ C) cementite, neu haearn. Mae ganddynt gweithgaredd cemegol canolradd mewn graddau rhwng carbides ļonig a chofalent.

Mae pob un o is-rhywogaethau hyn rydym yn trafod dosbarth o gyfansoddion cemegol wedi ei defnydd ymarferol. I gael gwybodaeth am sut a ble i ddefnyddio pob un ohonynt, byddwn yn trafod yn yr adran nesaf.

defnydd ymarferol o carbides

Fel yr ydym wedi trafod, carbides cofalent yn cael yr ystod fwyaf o gymwysiadau ymarferol. Mae hyn yn deunyddiau sgraffiniol neu ddeunyddiau torri, a cyfansawdd a ddefnyddir mewn gwahanol feysydd (ee, fel un o'r deunyddiau sy'n cynnwys y arfwisg corff), a rhannau car, ac offerynnau electronig, ac elfennau gwresogi, ac ynni niwclear. Ac nid yw hyn yn rhestr gyflawn o geisiadau o'r rhain carbid superhard.

Mae'r cais culaf cael carbides halen-ffurfio. Mae eu hymateb gyda dŵr yn cael ei ddefnyddio fel dull labordy ar gyfer cael hydrocarbonau. Mae hynny, fel y mae'n digwydd, yr ydym eisoes drafodwyd uchod.

Ynghyd â'r cofalent metel-carbides cael cais eang mewn diwydiant. Fel yr ydym wedi dweud, y math hwn o fetel-cyswllt y cyfansoddion pwnc o ddur, haearn a chyfansoddion metel eraill gyda cynhwysiant carbon. Yn nodweddiadol, mae'r metel yn sylweddau o'r fath yn ymwneud â dosbarth o d-fetelau. Dyna pam y mae'n tueddu i ffurfio bondiau cofalent Nid yw yn ei wneud, fel petai, a gyflwynwyd i mewn i strwythur metel.

Yn ein barn ni, cymwysiadau ymarferol yn y cyfansoddion uchod yn fwy na digon. Nawr yn gadael i edrych ar y broses ar gyfer eu paratoi.

cael carbides

Y ddau fath cyntaf o carbides a ystyriwyd gennym, sef cofalent ac saltlike baratowyd mwyaf un ffordd syml: trwy adweithio ocsid yr elfen a golosg ar dymheredd uchel. Yn y rhan hon o'r golosg, a gyfansoddwyd o atom carbon wedi'i gysylltu â'r elfen cynnwys ocsid, carbid a ffurflenni. Rhan arall o'r "codi" ocsigen ac yn ffurfio carbon monocsid. proses o'r fath yn y defnydd o ynni iawn, gan ei fod yn ei gwneud yn ofynnol cynnal tymheredd uchel (o drefn 1600-2500 gradd) yn y parth adwaith.

Ar gyfer rhai mathau o gyfansoddion gan ddefnyddio adweithiau amgen. Er enghraifft, mae'r dadelfeniad cyfansoddyn yn y pen draw yn rhoi carbid. Mae'r fformiwla yr adwaith yn dibynnu ar y cyfansoddyn arbennig, felly drafod ni fyddwn yn.

Cyn terfynu ein herthygl, byddwn yn trafod rhai carbides diddorol a siarad amdanynt yn fanwl.

cyfansoddion diddorol

sodiwm carbid. Mae'r fformiwla y cyfansoddyn C ₂ Na _2. Gall hyn gael ei gynrychioli yn fwy fel acetylide (hy y cynnyrch amnewid atomau hydrogen yn y asetylen dros atomau sodiwm) yn hytrach na carbid. Nid yw'r fformiwla gemegol yn adlewyrchu cynnil hyn yn llawn, felly mae angen iddynt edrych ar y strwythur. Mae hyn yn sylwedd weithgar iawn ac ar gyfer unrhyw gysylltiad â'r dŵr yn mynd ati yn rhyngweithio ag ef i ffurfio asetylen ac alcalïau.

carbid magnesiwm. Fformiwla: MGC _2. Ffordd ddiddorol o gael cyfansoddyn ddigon gweithgar. Mae un ohonynt yn golygu sintro fflworid magnesiwm gyda carbid calsiwm ar dymheredd uchel. Mae hyn yn arwain at ddau gynnyrch: fflworid calsiwm, a ydych am i ni carbid. Mae'r fformiwla yr adwaith hwn yn eithaf syml, a gallwch os ydych am ddarllen yn y llenyddiaeth arbenigol.

Os nad ydych yn sicr o ddefnyddioldeb y deunydd a gynhwysir yn yr erthygl, yna yr adran nesaf ar eich cyfer chi.

Sut y gall hyn fod yn ddefnyddiol mewn bywyd?

Wel, yn gyntaf, gwybodaeth o gyfansoddion cemegol ellir byth yn ddiangen. Bob amser yn well i fod gwybodaeth arfog nag aros hebddo. Yn ail, po fwyaf y gwyddoch am fodolaeth cyfansoddion penodol, y gorau i ddeall y mecanweithiau eu ffurfio a deddfau sy'n eu galluogi i fodoli.

Cyn i chi fynd at y diwedd, hoffwn roi rhywfaint o gyngor ar yr astudiaeth o'r deunydd hwn.

Sut i ddysgu ei?

Syml iawn. Dim ond rhan o gemeg. A dysgu mae'n dilyn y gwerslyfrau cemeg. Dechrau gyda gwybodaeth yr ysgol a symud ymlaen at y lefel uwch, o werslyfrau brifysgol a llawlyfrau.

casgliad

Nid yw'r thema mor syml a diflas fel y mae'n ymddangos ar yr olwg gyntaf. Gall cemegau bob amser fod yn ddiddorol, os ydych yn ei chael hi'n bwrpas.