کاربیدها و سیلیسیدها

دید کلی
تعداد زیادی کاربید شناخته شده‌اند. این ترکیبات را می‌توان بوسیله گرم کردن فلز مربوطه یا اسید آن با کربن ، کربن منوکسید یا یک هیدروکربن تهیه کرد. سیلیسیم در تقریبا تمام فلزات مذاب حل می‌شود و در بسیاری از این مواد ، ترکیبات معینی به نام سیلیسید تولید می‌شود.

کاربیدهای نمک مانند
از کاتیونهای فلزی همراه آنیونهایی که فقط متشکل از کربن است، تشکیل شده‌اند. فلزات IA و IIA همچنین یونهای Zn ، Cu ، Au ، Cd ، Ag کاربیدهایی می‌دهند که گاهی استیلید نامیده می‌شوند، زیرا این ترکیبات یون استیلید دارند. استیلیدها براثر آبکافت ، اسیتلین C2H2 می‌دهند:

H-C≡C-H

برای مثال:

(CaC2(s) + 2H2O→Ca(OH)2(s) + C2H2(g

کلسیم کاربید برای تولید تجارتی کلسیم سیانامید CaNCN بکار می‌رود. بریلیم کاربید Be2C و آلومینیوم کاربید Al4C3 یون متانید 4-C دارند که بر اثر آبکافت ، متان CH4 می‌دهد. برای مثال:
(Al4C3(s) + 12H2O → 4Al(OH)3(s) + 3CH4(g

کاربیدهای درون شبکه‌ای
بوسیله فلزات واسطه تشکیل می‌شوند و متشکل از بلورهای فلزی‌اند که اتمهای کربن در حفره‌های ایجاد شده بین اتمهای فلزی در ساختار بلور جای می‌گیرند. نمونه‌های این نوع کاربید شامل TiC ، TaC ، N2C ، VC و Mo2C است. چون کاربیدهای درون شبکه‌ای سختند، نقطه ذوب بالایی دارند و از نظر شیمیایی هم واکنش‌ناپذیرند و در ساختار ابزار برش بکار می‌روند. این کاربیدها از نظر ظاهر و رسانندگی الکتریکی شبیه فلزات‌اند.

کاربیدهای کووالانسی
پیوندهای کاربیدهای کووالانسی SiC و Be4C کاملا کووالانسی است. این ترکیبات بسیار سختند، از نظر شیمیایی واکنش‌ناپذیر وحتی در دماهای بالا ذوب نمی‌شوند. به خاطر این خواص ، کاربیدهای فوق را به‌عنوان سنباده ( به جای الماس مصنوعی ) بکار می‌برند. سیلیسیم کاربید (کاربوراندوم) بوسیله واکنش SiO2 و C در کوره برقی تولید می‌شود. بلور SiC متشکل از یک شبکه چهار وجهی الماس گونه است که از اتمهای Si و C بطور متناوب تشکیل شده است. بور کاربید ، B4C که حتی سختتر از SiC است، با کاهش B2O3 بوسیله کربن در یک کوره برقی بدست می‌آید.  

سیلانها
چند نمونه از ترکیبات سلیسید عبارتند از: Mg2Si ، CaSi2 ، Li3Si و FeSi . اگرچه احتمالا هیچ یک از این سیلیسیدها به‌صورت واقعا یونی نیست، بعضی از آنها با آب واکنش داده ، ترکیبات هیدروژن سلیسیم را که هیدریدهای سلیسیم یا سیلانها نامیده می‌شوند، تولید می‌کنند.

سیلانها ترکیباتی هستند که با فرمول عمومی SinH2n+2 مطابقت دارند و ترکیباتی که در آنها n برابر 1 تا 6 است، شناخته شده‌اند.

این ترکیبات از نظر ساختاری شبیه هیدروکربنها به فرمول عمومی CnH2n+2 هستند که آلکانها نامیده می‌شوند. اگرجه ظاهرا برای تعداد اتمهای کربن که می‌توانند به یکدیگر متصل شده و آلکانها را تشکیل دهند، حدی متصور نیست، تعداد اتمهای Si که بتوانند با یکدیگر متصل شده و سیلانها را تشکیل دهند، به‌علت ضعیف بودن پیوند Si-Si در مقایسه با پیوند C-C محدود است.

علاوه بر این ، واکنش پذیری آلکانها از سیلانها که خود بخود در هوا مشتعل می‌شوند، خیلی کمتر است:

2SiH6(g) + 7O2(g) → 4SiO2(s) + 6H2O

پیوندهای C-C در آلکانها همگی پیوندهای یگانه‌اند، اما هیدروکربنهایی مثل استیلن وجود دارند که بین اتمهای C ، پیوندهای چندگانه دارند. هیدریدهای سیلیسیم که پیوندهای چندگانه Si به Si داشته باشند، شناخته شده‌اند.

منبع : آکا ایران