Karbidy jsou sloučeninyuhlíku s elektropozitivnějšími prvky s výjimkouvodíku. Karbidy mají významné použití v průmyslu:karbid vápníku CaC2 je výchozí surovinou pro řadu výrob chemického průmyslu akarbid železa Fe3C (cementit) je v oceli složkou, která zlepšuje její vlastnosti.
Karbidy lze rozdělit podle typuchemické vazby na sloučeniny:
Dále se mezi karbidy řadí dalšíbinární sloučeniny uhlíku jako jsou:
Uhlík se slučuje na karbidy s iontovou vazbou s
Nepodařilo se připravit karbidygalia,india čithallia.
Iontové karbidy jsou buď
Uhlík se slučuje nakovalentní karbidy s
Kovalentní karbidy se vazbou i strukturou podobajídiamantu, a stejně jako diamant vynikají vysokou tvrdostí (moissanit, což je vzácná přírodní forma karbidu křemíku, je dokonce 2. nejtvrdší přírodníminerál).
Uhlík se slučuje naintersticiální karbidy s
Intersticiální karbidy jsou chemicky netečné (nereaktivní),žáruvzdorné a majíkovové vlastnosti.
U intersticiálních karbidů se předpokládá, že uhlíkové atomy vyplňují intersticiální oktaedrické polohy v krystalové mřížce kovu, pokud je poloměr kovového atomu větší než 135 pm. Jestližekrystalová mřížka kovu je plošně centrovaná krychlová (face centered cubic) s nejtěsnějším kubickým uspořádáním (cubic close packed), mělo by zaplnění všech intersticiálních poloh uhlíkem dávástechiometrii 1:1 (MC) s krystalovou strukturouhalitu (soli kamenné - NaCl). Pokud jsou atomy v čistém kovu uspořádány do hexagonální (šesterečné) krystalové mřížky s nejtěsnějším šesterečným uspořádáním (hexagonal close packed), je zaplňována uhlíkovými atomy jen polovina intersticiálních poloh, což odpovídá stechiometrii 2:1 (M2C) s krystalovou strukturou typu divanadiumkarbidu V2C.
Jednoduchý předpoklad, že u těchto karbidů mřížka čistého kovu „vstřebá“ uhlíkové atomy je pravdivá jen pro monokarbidy vanadu (VC), niobu (NbC) a tantalu (TaC).
Skutečnost je taková, že monokarbidy: karbid titanu TiC (s atomovým poloměrem kovu rM = 147 pm), karbid zirkonia ZrC (rM = 159 pm), karbid hafnia HfC (159 pm) mají krystalovou strukturu halitu, i když čisté kovy mají strukturu hexagonální. Tyto tři kovy jiné karbidy (než monokarbidy) netvoří.
Naproti tomu vanad (rM=134 pm), niob (rM=146 pm) a tantal (rM=146 pm) tvoří (vedle monokarbidů VC, NbC, TaC s krystalovou strukturou halitu) také karbidy typu M2C (V2C, Nb2C, Ta2C) s hexagonální strukturou, i když čisté kovy krystalují v krychlové tělesově centrované mřížce (cubic body centered). Tyto tři kovy tvoří navíc karbidy se stechiometrií 4:3 – V4C3, Nb4C3, Ta4C3.
Chrom (rM=128 pm), který jako kov krystaluje také v krychlové tělesově centrované mřížce, vytváří karbidy jen se stechiometriemi 23:6 (Cr23C6), 1:3 (Cr3C), 7:3 (Cr7C3) a 3:2 (Cr3C2). Tyto karbidy zčásti přísluší spíše do kategorie přechodných karbidů a vykazují příbuznost například s karbidy železa a karbidů dalších kovů.
Molybden (rM=139 pm) a wolfram (rM=139 pm), které rovněž krystalují v krychlové tělesově centrované mřížce, vytvářejí monokarbidy MoC a WC s hexagonální mřížkou a hexagonální jsou také jejich karbidy typu M2C (Mo2C, W2C). Molybden navíc tvoří karbid se stechiometrií 3:2 – Mo3C2.
Iontypřechodných kovů jsou menší než kritický poloměr 135 pm (viz intersticiální karbidy), a proto jejich struktury jsou složitější. Setkáváme se s násobnými stechiometriemi, takže například železo tvoří karbidy: 3:1 Fe3C (cementit obsažený v oceli), 7:3 Fe7C3 a 2:1 Fe2C. Tyto karbidy jsou reaktivnější než karbidy intersticiální, takže například karbidychromu,manganu,železa,kobaltu aniklu lzehydrolyzovat zředěnýmikyselinami (některé i samotnouvodou) za vzniku směsivodíku auhlovodíků. Tyto karbidy tedy tvoří přechod mezi inertními karbidy intersticiálními a reaktivními karbidy iontovými.
V tomto článku byly použitypřeklady textů z článkůCarbide na anglické Wikipedii aCarbid na německé Wikipedii.
Obrázky, zvuky či videa k tématukarbidy na Wikimedia Commons
