karbidy

Text hesla

karbidy [lat.] — binárne zlúčeniny uhlíka s prvkami s nízkou hodnotou elektronegativity (kovy, polokovy). Podľa prevažujúceho charakteru väzieb možno karbidy rozdeliť na iónové, kovalentné a intersticiálne.

V iónových karbidoch má väzba medzi katiónom kovu a jedno- až trojuhlíkovým aniónom prevažne iónový charakter. Patria k nim metanidy obsahujúce anióny C4− (napr. Li4C, Be2C, Al4C3), acetylidy s aniónmi \(\require{mhchem}\ce{C_2^2-}\) (napr. karbid vápenatý CaC2, explozívne karbidy Cu2C2 a Ag2C2) a alenidy s aniónmi \(\require{mhchem}\ce{C_3^4-}\) (Li4C3, Mg2C3) odvodenými od alénu. Iónové karbidy reagujú s vodou za vzniku uhľovodíka (od ktorého sú odvodené ich anióny) a hydroxidu príslušného kovu.

V štruktúre kovalentných karbidov (napr. karbid kremičitý SiC a karbid tetrabóru B4C) sú všetky atómy navzájom pospájané kovalentnými väzbami, preto majú tieto karbidy vysokú tvrdosť a termickú stabilitu, s vodou nereagujú.

Prvky 4., 5. a 6. skupiny (okrem chrómu) periodickej sústavy tvoria intersticiálne karbidy (V2C, Ta2C, WC, HfC, Mo3C2 a i.). V štruktúre týchto karbidov atómy uhlíka obsadzujú dutiny (intersticiálne polohy) v mriežke daného kovu. Aj intersticiálne karbidy sa vyznačujú veľkou tvrdosťou a termickou i chemickou stabilitou, čo ich predurčuje na využitie pri opracúvaní tvrdých materiálov (→ karbid volfrámu) alebo ako materiálov súčastí chemickotechnologických zariadení. Najvyššiu termickú stabilitu (teplota topenia 3 890 °C) zo všetkých karbidov má karbid hafnia HfC, ktorý však veľmi ľahko podlieha oxidácii.

Prvky skupiny železa (Fe, Mn, Cr, Co, Ni a i.) vytvárajú karbidy, ktoré sa nezaraďujú ani do jednej z uvedených troch skupín. Ich štruktúra je komplikovaná, niekedy nedostatočne známa a sú reaktívnejšie ako intersticiálne karbidy. Do tejto skupiny patria napr. Cr3C2, Mn3C, Co3C a karbid triželeza Fe3C (cementit), ktorý je súčasťou ocelí.

Väčšina karbidov sa vyrába zahrievaním zmesi práškového kovu a uhlíka na vysokú teplotu (pod teplotu topenia) alebo zahrievaním zmesi oxidu kovu s uhlíkom (CaC2 sa pripravuje redukciou CaO koksom). Kovalentné karbidy bóru a kremíka sa vyrábajú v elektrickej oblúkovej peci zo zmesi oxidov a uhlíka. Niektoré intersticiálne karbidy (karbid volfrámu a titánu) tvoria základnú zložku výrobkov zo spekaných karbidov.

Zverejnené v marci 2017.

Karbidy [online]. Encyclopaedia Beliana, ISBN 978-80-89524-30-3. [cit. 2023-02-02]. Dostupné na internete: https://beliana.sav.sk/heslo/karbidy