超硬：フォーミュラ、アプリケーションおよびプロパティ

何百万、数百のオーダー：世界は異なる化合物の多くを知っています。 そして、彼らはすべてしている、人々のように、個々のです。 表現の異なる種類の化学的および物理的特性と一致しなければならない二つの物質を見つけることは不可能です。

白い光の中で、既存の最も興味深いの無機物質の一つは、炭化物あります。 この記事では、我々はその構造、物理的および化学的性質、ビットの使用を議論し、その領収書の機微が表示されます。 しかし、最初に、発見の歴史について少し。

物語

私たちは以下与える式の金属炭化物は、天然化合物ではありません。 これは、分子が水と接触して分解する傾向があるという事実によるものです。 したがって、炭化物の最初の合成について話しようとしている価値があります。

1849から始まる炭化ケイ素の合成への参照があり、しかし、これらの試みのいくつかは認識されないままです。 大規模生産は、1893年以降の彼にちなんで命名されたアメリカの化学者エドワード・アチソン法を始めました。

歴史炭化カルシウムの合成は、異なる多くの情報ではありません。 1862年、彼は石炭と融合亜鉛およびカルシウムを加熱し、ドイツの化学Fridrih Volerを受けました。

化学的および物理的性質：今度はもっと面白い話題に移りましょう。 これは、このクラスの物質の使用の本質をあるそれらです。

物理的性質

絶対にすべての炭化物は、その硬さによって区別されます。 例えば、上の固体の モーススケールで ある 炭化タングステン （9 10のうちの可能な点）。 これらの物質のほかに非常に難治性である：それらのいくつかの溶融温度は2000度に達します。

ほとんどの炭化物化学的に不活性な物質との少数と対話します。 彼らは、任意の溶媒に可溶ではありません。 しかし、相互作用は、水、結合の破壊と金属水酸化物と炭化水素の形成に溶解させて考えることができます。

後者の反応、および炭化物を含む他の多くの興味深いの化学反応について、次のセクションで説明します。

化学的性質

ほとんどすべての炭化物は、水との相互作用します。 いくつかの-簡単かつ加熱せず（例えば、 炭化カルシウム）、 およびいくつかの（例えば、Karbid Kremniya） -水蒸気を加熱1800度。 反応性は、このように、我々は後で説明しますミックス、内コミュニケーションの性質に依存します。 水との反応では異なる炭化水素を生成します。 水に含まれる水素は、炭化物中の炭素に接続されているため、これが起こります。 （制限、および不飽和化合物として起こることができるように）炭化水素を何が起こるかを理解するには、出発原料に含まれる炭素の原子価に基づいて、可能です。 我々は、その式CAC ₂である炭化カルシウムを持っている場合、例えば_、我々はそれがC ₂ ^2-イオンが含まれていることを見ます。 したがって、充電+で2個の水素イオンを付着させることが可能です。 したがって、我々は、化合物C ₂ H _2を得る-アセチレン。 などの化合物から同様に アルミニウムカーバイド、 式のAl ₄ C _3、我々は_{4 CH。} なぜC ₃ H _12、あなたが尋ねますか？ イオン後12の電荷を有します。 炭素原子の数 - 水素原子の最大数は、式2N + 2 Nによって決定されるという事実。 従って、式C ₃ H _8（プロパン）の唯一の化合物は、プロトンメタン分子と組み合わせた場合、生成電荷4で3イオンへの電荷12フォールズのイオンとして存在してもよいです。

興味深いのは、炭化物の酸化反応です。 これらは強力な酸化剤にさらされたときに混合物として存在し、酸素雰囲気中で通常燃焼にすることができます。 興味深い他の酸化剤と、その後、得られた二okisda：すべてが酸素とクリアされている場合。 すべては、炭化物を構成する金属の性質上、だけでなく、酸化剤の性質に依存します。 例えば、その式のSiC Karbid Kremniyaは、硝酸との混合物と反応させることにより、フッ酸、二酸化炭素とヘキサフルオロケイ酸を形成します。 同じ反応中に一つだけの硝酸と、我々は得る 酸化ケイ素 および二酸化炭素を。 酸化剤によっても、ハロゲンおよびカルコゲンが含まれます。 彼らは、反応式はその構造に依存して、任意の炭化物を反応させました。

我々が調べた金属炭化物式 - このクラスの化合物の代表だけではありません。 今、私たちは、このクラスの工業的に重要な化合物のそれぞれを詳しく見てみた後、私たちの生活の中で自分のアプリケーションについて話しています。

炭化物は何ですか？

それは、その式は、例えば炭化物は、CAC _2に、SiCから構造において有意に異なる、判明します。 その差は、原子間の結合の性質に主にあります。 最初のケースでは、我々は、塩様の炭化物を扱っています。 化合物のこのクラスは、それが実際にはそれらの塩のように振る舞うので、それはイオンに解離することが可能であるように呼ばれます。 このイオン結合は非常に弱く、それが加水分解反応とイオンとの間の相互作用を含む他の多くの変換を行うことが容易になります。

例えば、SiC又はWC、など：もう一つ、おそらくもっと重要なのは、工業的に共有結合炭化物は炭化物あるビュー。 彼らは、高い密度と強度を特徴としています。 そしてまた、不活性かつ耐火化学物質を希釈します。

金属のような炭化物もあります。 むしろ、彼らは炭素と金属の合金として考えることができます。 これらを識別することができるのうち、例えば、セメンタイト（その式異なっていてもよく、それは、ほぼ平均値である炭化鉄、：のFe ₃ C）、又は鉄。 彼らは、イオン結合および共有炭化物の間程度の中間の化学的活性を有しています。

私たちは、化学化合物のクラスを議論しているこれらの亜種のそれぞれは、その実用的な用途を有します。 それらのそれぞれを使用する方法と場所については、我々は次のセクションで説明します。

炭化物の実用化

我々が議論してきたように、共有結合炭化物が実用化の最大の範囲を持っています。 様々な分野で使用されるこの研磨又は材料を切断し、複合材料（例えば、ボディアーマーを含む材料の一つのような）、及び自動車部品、電子機器、及び加熱要素、および核エネルギー。 そして、これはこれらの超硬炭化物のアプリケーションの完全なリストではありません。

最も狭いアプリケーションは、塩形成炭化物を持っています。 水との反応は、炭化水素を得るための実験室法として使用されます。 それが起こるようにそれは、我々はすでに前述してきました。

共有結合金属炭化物とともに、業界における幅広いアプリケーションを持っています。 我々が言ったように、対象化合物の金属接触のこの種は、鋼、鉄と炭素含有物と他の金属化合物です。 典型的には、このような物質中の金属は、D-金属のクラスに関する。 それは、金属構造体に導入したとして、ない共有結合を形成する傾向がある理由です。

我々の見解では、上記の化合物で実用的なアプリケーションは、十分以上です。 今、それらの製造方法を見てみましょう。

炭化物を取得

高温での元素の酸化物とコークスとを反応させて：私たちは、すなわち共有結合とみなされ、塩様は多くても1つの簡単な方法を用意し、炭化物の最初の2つのタイプ。 炭素原子からなるコークスのこの部分では、酸化物、炭化物およびフォームからなる素子に接続されています。 別の部分は、酸素を「ピックアップ」と一酸化炭素を形成しています。 それが反応ゾーンに（1600から2500度程度の）高い温度を維持する必要があるので、このようなプロセスは、非常にエネルギー消費です。

代替の反応を使用して、化合物のいくつかのタイプについて。 例えば、最終的に炭化物を与える化合物の分解。 反応の式は、特定の化合物に依存するため、我々はしません、それを議論します。

私たちの記事を締結する前に、我々はいくつかの興味深い炭化物を議論し、詳細にそれらについて話しています。

興味深い化合物

ナトリウムカーバイド。 化合物C ₂のNa ₂の式_。 これはむしろ炭化物よりも（ナトリウム原子上アセチレンの水素原子の置換すなわち製品）よりアセチリドとして表すことができます。 化学式は完全にこれらの微妙な点を反映していないので、彼らは構造を見てする必要があります。 これは非常に活性な物質であり、水との接触のために積極的にアセチレンやアルカリを形成することと相互作用しています。

マグネシウムカーバイド。 式：上記MgC _2。 十分に活性化合物を得るための興味深い方法。 それらの一つは、高い温度での炭化カルシウムとフッ化マグネシウムの焼結を含みます。 フッ化カルシウムを、そしてあなたは、炭化物に私たちをしたい：この2つの製品になります。 この反応の式は非常に簡単です、あなたは、あなたが専門的な文献にそれを読みたいことができるかどうか。

あなたが記事に含まれる材料の有用性がわからない場合は、次のセクションでは、あなたのためです。

これはどのように生活の中で役立つことができますか？

さて、まず、化学物質の知識が余分になることはありません。 常により良いそれなしで滞在するよりも、武装した知識であることを。 第二に、より多くのあなたは、より良い、その形成のメカニズムとそれらが存在することを可能にする法律を理解するために、特定の化合物の存在を知り。

あなたが最後に行く前に、私はこの材料の研究にいくつかのアドバイスをさせていただきたいと思い。

どのようにそれを学ぶには？

非常にシンプル。 それは化学のほんの一部です。 そして、それは化学の教科書を、以下学びます。 学校情報を起動し、大学の教科書やハンドブックから、より高度に移動します。

結論

このテーマは一見それはそうと同じくらい簡単かつ退屈ではありません。 あなたはそれに目的を見つけた場合に化学物質は常に、興味深いものになることができます。