கார்பைடு, எந்தவொரு வகை வேதியியல் சேர்மங்களும், இதில் கார்பன் ஒரு உலோக அல்லது செமெட்டாலிக் உறுப்புடன் இணைக்கப்படுகிறது. கால்சியம் கார்பைடு முக்கியமாக அசிட்டிலீன் மற்றும் பிற இரசாயனங்களின் மூலமாக முக்கியமானது, அதேசமயம் சிலிக்கான், டங்ஸ்டன் மற்றும் பல உறுப்புகளின் கார்பைடுகள் அவற்றின் உடல் கடினத்தன்மை, வலிமை மற்றும் மிக அதிக வெப்பநிலையில் கூட ரசாயன தாக்குதலுக்கு எதிர்ப்புத் தெரிவிக்கின்றன. இரும்பு கார்பைடு (சிமென்டைட்) எஃகு மற்றும் வார்ப்பிரும்புகளின் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும்.
யுரேனியம் செயலாக்கம்: கார்பைடு எரிபொருள்கள்
மோனோகார்பைடுகள் (யு.சி, பு.சி), செஸ்கிகார்பைடுகள் (யு 2 சி 3, உள்ளிட்ட பல்வேறு யுரேனியம் மற்றும் புளூட்டோனியம் கார்பைடுகள் அறியப்படுகின்றன.
கார்பைடுகளை தயாரித்தல்
கார்பைடுகள் கார்பனிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன மற்றும் ஒத்த அல்லது குறைந்த எலக்ட்ரோநெக்டிவிட்டி ஒரு உறுப்பு, பொதுவாக ஒரு உலோகம் அல்லது உலோக ஆக்சைடு, 1,000–2,800 (C (1,800–5,100 ° F) வெப்பநிலையில். ஏறக்குறைய எந்தவொரு கார்பைடையும் பல பொதுவான முறைகளில் ஒன்றால் தயாரிக்க முடியும். முதல் முறை அதிக வெப்பநிலையில் (2,000 ° C [3,600 ° F] அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட) தனிமங்களின் நேரடி கலவையை உள்ளடக்கியது. இரண்டாவது முறை ஒரு உலோகத்தின் கலவையாகும், பொதுவாக ஒரு ஆக்சைடு, அதிக வெப்பநிலையில் கார்பனுடன் இருக்கும். இரண்டு கூடுதல் முறைகள் ஒரு ஹைட்ரோகார்பன், பொதுவாக அசிட்டிலீன், சி 2 எச் 2 உடன் ஒரு உலோக அல்லது உலோக உப்பின் எதிர்வினை அடங்கும். ஒரு முறை, சூடான உலோகம் ஒரு வாயு ஹைட்ரோகார்பனுடன் வினைபுரிகிறது; மற்றொன்று, ஒரு உலோகம் திரவ அம்மோனியா, என்.எச் 3 இல் கரைக்கப்படுகிறது, மேலும் ஹைட்ரோகார்பன் கரைசலின் மூலம் குமிழப்படுகிறது. அசிடைலினுடன் தயாரிக்கப்படும் கார்பைடுகள் அசிடைலைடுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன மற்றும் சி 2 2− அனானைக் கொண்டிருக்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, ஆல்காலி உலோக அசிடைலைடுகள் திரவ அம்மோனியாவில் ஆல்காலி உலோகத்தை கரைத்து, அசிட்டிலீனை கரைசல் வழியாக அனுப்புவதன் மூலம் சிறப்பாக தயாரிக்கப்படுகின்றன. எம் 2 சி 2 (எம் என்பது உலோகம்) என்ற பொதுவான சூத்திரத்தைக் கொண்ட இந்த கலவைகள் நிறமற்ற, படிக திடப்பொருட்களாகும். அவை தண்ணீருடன் வன்முறையில் வினைபுரிகின்றன, மேலும் காற்றில் சூடாகும்போது, கார்பனேட்டுக்கு ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகின்றன. கார-பூமி கார்பைடுகளும் அசிடைலைடுகள். அவை எம்.சி 2 என்ற பொது சூத்திரத்தைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் கார-பூமி உலோகத்தை 500 ° C (900 ° F) க்கு மேல் அசிட்டிலினுடன் சூடாக்குவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகின்றன.
கார்பைடுகளின் வகைப்பாடு
கட்டமைப்பு வகையை அடிப்படையாகக் கொண்ட கார்பைட்களின் வகைப்பாடு மிகவும் கடினம், ஆனால் மூன்று பரந்த வகைப்பாடுகள் அவற்றின் பண்புகளின் பொதுவான போக்குகளிலிருந்து எழுகின்றன. மிகவும் எலக்ட்ரோபோசிட்டிவ் உலோகங்கள் அயனி அல்லது உப்பு போன்ற கார்பைடுகளை உருவாக்குகின்றன, கால அட்டவணையின் நடுவில் உள்ள இடைநிலை உலோகங்கள் இடைநிலை கார்பைடுகள் என அழைக்கப்படுகின்றன, மேலும் கார்பன் வடிவ கோவலன்ட் அல்லது மூலக்கூறு கார்பைட்களைப் போன்ற எலக்ட்ரோநெக்டிவிட்டி அல்லாதவை.
அயனி கார்பைடுகள்
அயனி கார்பைடுகள் சி 4− வடிவங்களின் தனித்துவமான கார்பன் அனான்களைக் கொண்டுள்ளன, சில நேரங்களில் அவை மெத்தனைடுகள் என அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை மீத்தேன், (சிஎச் 4) என்பதிலிருந்து பெறப்பட்டவை என்று கருதலாம்; சி 2 2−, அசிடைலைடுகள் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் அசிட்டிலீன் (சி 2 எச் 2) இலிருந்து பெறப்பட்டது; மற்றும் சி 3 4−, அலீன் (சி 3 எச் 4) இலிருந்து பெறப்பட்டது. பெரிலியம் கார்பைடு (2 சி) மற்றும் அலுமினிய கார்பைடு (அல் 4 சி 3) ஆகியவை சிறந்த குணாதிசயமான மெத்தனைடுகள். பெரிலியம் ஆக்சைடு (BeO) மற்றும் கார்பன் 2,000 ° C (3,600 ° F) இல் வினைபுரிந்து செங்கல்-சிவப்பு பெரிலியம் கார்பைடை உற்பத்தி செய்கின்றன, அதே சமயம் வெளிர் மஞ்சள் அலுமினிய கார்பைடு அலுமினியம் மற்றும் கார்பனில் இருந்து உலையில் தயாரிக்கப்படுகிறது. அலுமினிய கார்பைடு ஒரு பொதுவான மெத்தனைடாக தண்ணீருடன் வினைபுரிந்து மீத்தேன் தயாரிக்கிறது. அல் 4 சி 3 + 12 எச் 2 ஓ → 4 ஆல் (ஓஎச்) 3 + 3 சி 4
நன்கு அறியப்பட்ட மற்றும் நன்கு வகைப்படுத்தப்பட்ட பல அசிடைலைடுகள் உள்ளன. மேலே குறிப்பிடப்பட்ட கார உலோகங்கள் மற்றும் கார-பூமி உலோகங்கள் தவிர, லந்தனம் (லா) இரண்டு வெவ்வேறு அசிடைலைடுகளை உருவாக்குகிறது, மேலும் செம்பு (கியூ), வெள்ளி (ஏஜி) மற்றும் தங்கம் (ஏயூ) வெடிக்கும் அசிடைலைடுகளை உருவாக்குகின்றன. துத்தநாகம் (Zn), காட்மியம் (சி.டி) மற்றும் பாதரசம் (Hg) ஆகியவை அசிடைலைடுகளை உருவாக்குகின்றன, இருப்பினும் அவை நன்கு வகைப்படுத்தப்படவில்லை. இந்த சேர்மங்களில் மிக முக்கியமானது கால்சியம் கார்பைடு, CaC 2. கால்சியம் கார்பைடுக்கான முதன்மை பயன்பாடு ரசாயனத் தொழிலில் பயன்படுத்த அசிட்டிலீன் மூலமாகும். கால்சியம் கார்பைடு தொழில்துறை ரீதியாக கால்சியம் ஆக்சைடு (சுண்ணாம்பு), CaO மற்றும் கார்பன் ஆகியவற்றிலிருந்து கோக் வடிவத்தில் சுமார் 2,200 ° C (4,000 ° F) இல் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது. தூய கால்சியம் கார்பைடு அதிக உருகும் புள்ளியைக் கொண்டுள்ளது (2,300 ° C [4,200 ° F]) மற்றும் நிறமற்ற திடமாகும். தண்ணீருடன் CaC 2 இன் எதிர்வினை C 2 H 2 மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க அளவு வெப்பத்தை அளிக்கிறது, எனவே எதிர்வினை கவனமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. CaO + 3C → CaC 2 + CO
CaC 2 + 2H 2 O → C 2 H 2 + Ca (OH) 2 கால்சியம் கார்பைடு நைட்ரஜன் வாயுவுடன் உயர்ந்த வெப்பநிலையில் (1,000–1,200 ° C [1,800–2,200 ° F]) வினைபுரிகிறது கால்சியம் சயனமைடு, CaCN 2 ஐ உருவாக்குகிறது. CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + CT இது ஒரு முக்கியமான தொழில்துறை எதிர்வினையாகும், ஏனெனில் CaCN 2 சயனமைடு, H 2 NCN ஐ உற்பத்தி செய்வதற்கான தண்ணீருடன் அதன் எதிர்வினை காரணமாக உரமாக விரிவான பயன்பாட்டைக் காண்கிறது. பெரும்பாலான MC 2 அசிடைலைடுகள் CaC 2 அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, இது கன சோடியம் குளோரைடு (NaCl) கட்டமைப்பிலிருந்து பெறப்படுகிறது. சி 2 அலகுகள் செல் அச்சுகளுடன் இணையாக அமைந்திருக்கின்றன, இதனால் கலத்தை கனத்திலிருந்து டெட்ராகோனல் வரை சிதைக்கிறது.
இடைநிலை கார்பைடுகள்
இன்டர்ஸ்டீடியல் கார்பைடுகள் முதன்மையாக சிறிய கார்பன் அணுக்களுக்கான ஹோஸ்ட் லேட்டாக செயல்படும் ஒப்பீட்டளவில் பெரிய மாற்றம் உலோகங்களிலிருந்து பெறப்படுகின்றன, அவை நெருக்கமான-நிரம்பிய உலோக அணுக்களின் இடைவெளிகளை ஆக்கிரமிக்கின்றன. (திடப்பொருட்களில் பொதி ஏற்பாடுகள் பற்றிய விவாதத்திற்கு படிகத்தைப் பார்க்கவும்.) இடையிடையேயான கார்பைடுகள் தீவிர கடினத்தன்மையால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் அதே நேரத்தில் தீவிர உடையக்கூடிய தன்மை கொண்டவை. அவை மிக உயர்ந்த உருகும் புள்ளிகளைக் கொண்டுள்ளன (பொதுவாக சுமார் 3,000–4,000 ° C [5,400–7,200 ° F]) மற்றும் உலோகத்துடன் தொடர்புடைய பல பண்புகளை வைத்திருக்கின்றன, அதாவது வெப்பம் மற்றும் மின்சாரத்தின் அதிக கடத்துத்திறன் மற்றும் உலோக காந்தி போன்றவை. உயர்ந்த வெப்பநிலையில் சில இடையிடையேயான கார்பைடுகள் உலோகங்களின் இயந்திர பண்புகளை தக்கவைத்துக்கொள்கின்றன. ஆரம்பகால நிலைமாற்ற உலோகங்கள் பலவற்றில் கதிர்வீச்சுகள் உள்ளன, அவை இடைநிலை மோனோகார்பைடுகள், எம்.சி. முக்கியமான (அதாவது, குறைந்தபட்ச) ஆரம் தோராயமாக 1.35 ஆங்ஸ்ட்ரோம்களாக (1.35 × 10 −8 செ.மீ, அல்லது 5.32 × 10 −9 இன்ச்) தோன்றுகிறது. இருப்பினும், பெரும்பாலான நிலைமாற்ற உலோகங்கள் பல ஸ்டோச்சியோமெட்ரிகளின் இடைநிலை கார்பைடுகளை உருவாக்குகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, மாங்கனீசு (Mn) குறைந்தது ஐந்து வெவ்வேறு இடைநிலை கார்பைடுகளை உருவாக்குகிறது. அயனி கார்பைடுகளுக்கு மாறாக, பெரும்பாலான இடைநிலை கார்பைடுகள் தண்ணீருடன் வினைபுரிவதில்லை மற்றும் வேதியியல் மந்தமானவை. டங்ஸ்டன் கார்பைடு (WC) மற்றும் டான்டலம் கார்பைடு (TaC) உள்ளிட்ட பல தொழில்துறை முக்கியத்துவங்களைக் கொண்டுள்ளன, அவை அதிவேக வெட்டு கருவிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவற்றின் தீவிர கடினத்தன்மை மற்றும் இரசாயன மந்தநிலை. இரும்பு கார்பைடு (சிமென்டைட்), Fe 3 C, எஃகு ஒரு முக்கிய அங்கமாகும்.
