Карбиды с ковалентной связью

Ковалентная связь образуется в кристаллах некоторых простых веществ (алмаз, кремний) или в кристаллах соединений двух элементов, если они близки между собой по электроотрицательности (некоторые карбиды, нитриды и др.). В качестве идеального примера кристалла с ковалентной связью [c.8]

В узлах атомных кристаллических решеток находятся нейтральные атомы, соединенные друг с другом ковалентными связями. Веществ, обладающих атомной решеткой, сравнительно немного. К ним относятся алмаз, кремний, некоторые соединения элементов с углеродом и кремнием — карбиды и силициды. [c.144]

Физическая природа ковалентной связи в твердых телах та же, что и в молекулах. Сила притяжения возникает в результате концентрации электронного облака вдоль прямых, соединяющих соседние ядра. Типичными примерами кристаллов с почти чистой ковалентной связью являются кристаллы алмаза, кремния, германия, карбида кремния (Si ). Все они имеют структуру алмаза , показанную на рис. 2 ее следует сравнить со структурой молекулы метана (рис. 17). В решетке типа алмаза ребра элементарной ячейки не совпадают с направлением валентных связей. [c.46]

Ковалентная связь между частицами образуется в кристаллах некоторых простых веществ (алмаз, графит) или в кристаллах соединений из двух элементов, если последние сравнительно близки между собой по своей электроотрицательности [карборунд (Si ) и некоторые другие карбиды,. нитриды и пр.]. [c.125]

Ковалентная связь может снова превратиться в исходную металлическую. Так, в результате длительных выдержек карбидов при высокой температуре происходит их распад, сопровождающийся образованием металла. [c.11]

НОЙ упа ковке. По такому структурному типу кристаллизуются также карбид кремния, кремний, германий и серое олово. Прочность связей в структурах может сильно различаться. В алмазе неполярные ковалентные связи очень прочны. В других веществах заметными становятся металлические свойства, проявляющиеся в увеличении электропроводности, В структурном типе цинковой обманки кристаллизуются многие полупроводниковые соединения. [c.357]

Атомы углерода н бора могут образовывать прочную ковалентную связь, давая соединения, весьма сходные с алмазом.. Так, карбидом В4С можно шлифовать алмазы. Карбиды бора очень устойчивы и к химическим воздействиям. [c.556]

Бориды. Бор взаимодействует при высоких температурах (1300— 2000° С) в атмосфере аргона с большинством металлов (кроме щелочных, которые при этих температурах возгоняются), образуя бориды состава Ме В . В них сложным образом переплетаются металлическая и ковалентная связи. Один и тот же металл может образовать с бором ряд соединений. При относительном недостатке атомов бора они изолированы друг от друга, при избытке — образуют цепочки, сетки и каркасы. Бориды могут иметь строго определенный состав и быть фазами внедрения, подобно карбидам, нитридам и т. д. [c.174]

Карбиды активных металлов характеризуются наличием полярной связи и разлагаются водой или кислотами. Помимо них, известны карбиды с типичной ковалентной связью, например, карбид кремния 31С и карбид бора В4С. У первого кристаллическая решетка алмазного типа, а у второго — сложная структура, состоящая из ромбоэдрической ячейки, содержащей 12 атомов бора, в виде каркаса, в пустотах которого расположены линейно 3 атома углерода. Оба карбида обладают твердостью, высокой температурой плавления и химической инертностью. Наконец, -элементы образуют карбиды, относящиеся к фазам внедрения в порах кристаллической решетки первых внедрены атомы углерода. Эти карбиды обладают жаропрочностью, тугоплавкостью, твердостью и относительной устойчивостью к кислотам. К таковым относятся карбиды титана, циркония, гафния, ванадия, ниобия, молибдена, вольфрама и др. [c.468]

В силицидах металлов с увеличением содержания кремния растет доля ковалентной связи и усложняется их структура. По химической инертности, тугоплавкости и твердости металлоподобные силициды значительно уступают аналогичным карбидам. [c.208]

Типичные представители кристаллических соединений с полярной ковалентной связью между атомами — фосфиды, арсениды, стибиды, некоторые нитриды, сульфиды, селениды, теллуриды, многие оксиды, некоторые галиды (Agi и др.), карбид кремния Si . Среди них есть важные полупроводники, в частности соединения типа А" В и А"В , которые имеют решетки типа сфалерита или вюрцита. В решетках этого типа, как и в карбиде кремния, атом одного и атом другого элемента в сумме вносят на осуществление связей 8 электронов. Вокруг каждого атома образуется октет из -электронов с тетраэдрической направленностью четырех о-связей, осуществляемых перекрыванием гибридных облаков. Некоторые искажения направленности связей обусловлены большей или меньшей их полярностью. Координационное число атомов остается 4. Для полупроводников вообще характерны низкие координационные числа. [c.131]

ЗЮа 2С = 51С СОа Карборунд имеет алмазоподобную кристаллическую решетку, в которой каждый атом кремния окружен четырьмя атомами углерода и наоборот, а ковалентные связи очень прочны, как в алмазе. Поэтому по твердости он близок к алмазу. Из карбида кремния изготовляют точильные камни и шлифовальные круги. [c.214]

Силициды. Атом кремния имеет сравнительно большой радиус (1,17 А) и большинство силицидов, строго говоря, нельзя относить к соединениям внедрения — они занимают промежуточное положение между соединениями внедрения и интерметаллическими соединениями. При образовании твердых растворов с переходными элементами IV группы атомы кремния могут входить в решетку и по принципу внедрения, и по принципу замещения. Кремний — электронный гомолог углерода, поэтому единственный фактор, мешающий образованию фаз внедрения,— размерный. В низших силицидах сохраняется преимущественно металлический характер связи, а структура их сходна со структурой металлов. В высших силицидах наблюдается тенденция к преобладанию ковалентной связи и образованию сложных структур. Силициды обнаруживают сходство с карбидами, с другой стороны, они во многом родственны боридам. [c.235]

Структура этого вещества подобна структуре алмаза, причем атомы углерода и кремния в кристалле расположены так, что каждый атом углерода находится в центре тетраэдра, образованного атомами кремния, а каждый атом кремния — в центре тетраэдра, образованного атомами углерода. Ковалентные связи, связывающие все атомы при такой структуре, обусловливают очень высокую твердость карбида кремния. Это вещество применяют в качестве абразива. [c.529]

Отсутствие одного из элементов в узлах решетки обусловливает отклонение состава кристалла от стехио-метрического, причем в зависимости от условий возможна различная степень этого отклонения. К таким нестехиометрическим соединениям переменного состава чаще всего относятся соединения с большой долей ковалентной связи, например оксиды, карбиды, бориды, силициды, нитриды переходных металлов (например, ТЮ,., где X = 0,70- 1,30 или ТЮ , где х = 0,60 1,00). [c.290]

Из тех данных, с которыми мы познакомились при характеристике типов связи, следует, что специфика химической связи является важнейшим фактором, определяющим физико-химические свойства веществ (см. 5.10). Так, комплекс свойств металлических тел глубоко взаимосвязан с металлической связью. Многие свойства сплавов и соединений металлов d- и /-элементов (гидридов, бори-дов, карбидов, нитридов, оксидов и др.) не могут рассматриваться без учета возможной у них доли металлической связи. Сравнительно легко отличить свойства соединений с преобладанием ковалентной или ионной связи. К соединениям ковалентного типа относятся углеводороды, разнообразные другие органические вещества, СиО,, P I3, P I5 и т. п. Значительная доля ковалентной связи содержится в молекулах галогенидов, оксидах и сульфидах переходных металлов. [c.124]

Ввиду наличия примесей (главным образом Fe, Al и Mg) технический продукт нередко окрашен в темный или синий цвет. В чистом виде карбид кремния представляет собой бесцветные кристаллы. Подобно алмазу и графиту, он образует две кристаллографические моди-([/икацни — кубическую и гексагональную. Разница заключается только в том, что в Si половина атомов углерода замещена на атомы кремния. Поскольку кристаллохимическое строение Si обеспечивается прочными ковалентными связями, карборунд обладает высокой твердостью, износостойкостью (кубическая модификация) и тугоплавкостью. Химически и термически Si очень устойчив. Термическое разложение на элементы заметно лишь при температуре выиге 2300 °С. На карбид кремния не действуют индивидуальные минеральные кислоты, но он растворяется в смеси HF+HNO3. Сплавление с щелочами в присутствии окислителей [c.193]

Поскольку в присутствии катализаторов давление и температура синтеза алмаза сильно уменьшаются, высказаны гипотезы, каким образом металлы-катализато-ры облегчают перестройку одной структуры в другую. Одной из них является следующая. При высоких давлении и температуре из графита и металла-катализатора образуется металлографитовый комплекс, где атомы металла располагаются между углеродными сетками графита (этот комплекс можно представить как нестойкий карбид). Этот процесс может происходить как с твердым металлом, так и с жидким в последнем случае гораздо быстрее. Слдеует отметить, что термодинамическая устойчивость графита обусловлена главным образом делокализацией рг-электронов (с этим связана электронная проводимость графита) — остальные валентные электроны углерода (х, рх, ру) образуют устойчивую зр -гибридизированную конфигурацию. При отсутствии выигрыша энергии из-за делокализации электронов более выгодной с термодинамической точки зрения была бы тетраэдрическая 5р -гибридизированная конфигурация, т. е. конфигурация электронов в алмазе. Поэтому нарушение делокализации электронов в графите снижает его термодинамическую устойчивость. При внедрении атомов металла-комплексообразователя между углеродными слоями графита их внешние электроны (все металлы-катализаторы алмазного синтеза являются переходными металлами с недостроенными й-орбиталя-ми) взаимодействуют с делокализовакными электронами углерода, что уменьшает подвижность последних. Поэтому устойчивость структуры графита резко снижается. Высокое давление сближает плоские углеродные сетки, и становится возможным перекрывание орбиталей электронов у атомов углерода в соседних сетках (слоях). Это может привести к возникновению ковалентных связей между атомами в разных сетках, так как устой- [c.139]

В узлах атомных (ковалентных) кристаллических решеток находятся атомы, соедицениые друг с другом ковалентными связями. Веществ, имеющих атомную решетку, сравнительно немного. К ним относятся алмаз, кремний, некоторые соединения элементов с углеродом и кремнием - карбиды и силициды. В структуре атомного кристалла невозможно выделить отдельные молекулы, весь кристалл можно рассматривать как одну гигантскую молекулу. Поскольку ковалентные связи весьма прочны, все вещества, имеющие атомные решетки, являются твердыми, тугоплавкими, малолетучими. [c.155]

За ковалентный радиус принимают половину расстояния между ядрами двух одинаковых атомов, образующих простую ковалентную связь. Отсюда можно сделать вывод, что расстояние между з вумя атомами А—В будет равно средней арифметической расстоя ний А—А и В—В. В качестве примера А—А возьмем расстояние ежду атомами углерода, а В—В — расстояние между атомами кремния. Допустим, что ковалентный радиус углерода равен половине расстояния, найденного на опыте, в простой связи С—С он равен 0,77 А. Таким же способом для ковалентного радиуса кремния найдено значение 1,17 А. Отсюда расстояние между ядрами атомов углерода и кремния при их соединении должно быть 1,94 А, что хорошо совпадает с найденным на опыте расстоянием С—81 в карборунде (карбид кремния), равным 1,93 А. В этом случае совпадение вполне удовлетворительное, но не всегда бывает гак. Очень часто наблюдаются значительные отклонения от ожидаемых результатов, и этой проблеме посвящено большое число работ. Отклонения от идеальных величин обычно приписывают кратным связям, их ионному характеру и различным гибридным орбиталям, определяющим геометрическую форму ковалентных олекул. [c.110]

Структура неорганических веществ отличается большим многообразием в зависимости от природы и числа частиц, входящих в кристаллическую решетку. При этом частицы одного вида соединяются друг с другом посредством металлической связи (элементы левой части таблицы Д. И. Менделеева), ковалентной связи с образованием полимерного каркаса (элементы середины таблицы), связи частично ионной и частично ковалентной (некоторые элементы П1, IV и V групп таблицы Д. И. Менделеева), ковалентной связи с образованием отдельных молекул и ван-дер-ваальсовых сил между этими молекулами. При наличии в составе соединения частиц двух видов связь между ними может быть ионной или близкой к ней при значительной разности электроотрицательностей между элементами (фториды, хлориды, ряд оксидов) при малой разности электроотрицательностей — преимущественно ковалентной (SO2, СО т. д.), а также связью, сочетающей признаки и ионной, и ковалентной (большинство оксидов, карбиды, нитриды, бо-риды, силициды). При наличии же в составе соединения трех и более элементов картина может быть еще более сложной. Отдельные элементы за счет преимущественно ковалентной связи между ними могут образовать самостоятельные структурные группировки — радикалы типа SO42-, Si04 -, А104 и т. д., остальные же элементы вследствие передачи своих электронов этим радикалам могут связываться с ними посредством преимущественно ионной связи (Na+, Са2+, АР+ и т. д.). Более того, могут возникать группировки в виде цепей, лент, слоев и даже каркасов, имеющих заряды, равномерно локализованные по фрагментам этих группировок, связанных друг с другом через катионы металлов. Б случае же незаряженных структурных единиц, например слоев у некоторых глинистых минералов, связь между слоями является ван-дер-ваальсо-вой, или водородной. [c.25]

Электрические свойства карбидов, нитридов, боридов и силидов указывают на то, что образование ковалентных связей электронами -подуровня и электронами присоединяющегося атома (С, 81, В, Ы) одновременно может возбуждать часть электронов, которые обусловливают металлическую элекгропровод-ность. Вещества с металлической проводимостью или металлообразные вещества образуют, как правило, соединения металлов с неметаллами, которые имеют близкие значения ионизационных потенциалов. [c.110]

Атомы всех элементов с IVA-по VIIA-rpynny устанавливают с атомами водорода ковалентные связи, что приводит к образованию отдельных молекул, и поэтому соединения элементов названных групп с водородом являются летучими веществами с низкими температурами кипения. Если бинарные соединения называть по более электроотрицательному элементу, то соединения водорода с элементами второго периода следует называть метан СН< — карбидом водорода, аммиак NH3 — нитридом водорода, воду Н2О — оксидом водорода и фтороводород HF — фторидом водорода. [c.213]

Как правило, -элементы не дают бинарных соединений определенного состава с водородом (кроме I, II и III групп). Весьма характерны для них карбиды, нитриды, фосфиды, бориды и т. п. Переходные элементы могут образовывать соединения, не имеющие аналогов среди соединений непереходных элементов, типа [Ре(СО)5]2, [Fe( 0)2(N02)], K[Nb( 0)5], Ks [Fe( N)sNO], (я-С.5Н5)2ре. Для тяжелых переходных 5 -элeмeнтoв характерны кластерные соединения, в которых наряду с ковалентными связями имеют место связи металл—металл (М—М) типа (ТабС1б)2С12- [c.499]

Несколько нетипичными среди других металлоподобных карбидов являются карбиды семейства железа (МзС) и карбид марганца (МпзС) они менее прочны, разлагаются в разбавленны с кислотах. Пониженная прочность карбидов этих элементов связана с их малыми атомными радиусами, которые препятствуют активному внедрению атомов углерода в их кристаллические решетки атомы углерода вынуждены образовывать связи между собо11 (повышать долю ковалентной связи). Карбиды 1Б и ПБ групп — солеподобного характера, малопрочны, разлагаются водой с образованием ацетилена. [c.502]

Из соединений углерода с кремнием и бором наибольший интерес представляют их карбиды. К ним относятся карбид кремния Si , называемый часто карборундом, и карбид бора В4С. Оба вещества являются тнпичршшн неорганическими полимерами с очень прочными ковалентными связями и набором ценных для техники свойств. Получают карбид кремния в электропечах из смеси песка и кокса при 2000—2200 °С. Реакция образования Si протекает в две стадии. Сначала уголь из SiOa восстанавливает кремний. На втором этане из кремния и углерода синтезируется карбид кремния [c.193]

Атомные кристаллы в узлах решетки содержат атомы, соединенные между собой ковалентной связью (алмаз, графит, кремний, нитриды, карбиды, силициды металлов, некоторые оксиды, например 8102, А1гОз и их производные). Поскольку ковалентная связь очень прочна и строго направлена, эти кристаллы обладают высокой прочностью в направлении связи. Например, решетка алмаза представляет собой плотнейшую упаковку тетраэдров, в центрах и узлах которых находятся атомы углерода, жестко связанные неискаженными гибридизирован- [c.290]

Металлизация атомов неметалла способствует увеличению электронной концентрации в решетке переходного металла, деформированной в процессе внедрения, что приводит к заполнению вакантных состояний в -зоне металла и усилению ковалентности связи. При этом образуются прочные гибридные sp-связи с участием -электронов переходного металла и sp-электронов внедряющихся атомов. Именно поэтому максимальной тугоплавкостью обладают карбиды и нитриды начальных элементов -рядов (металлов 1VB — VB-rpynn). Сами же эти металлы не являются наиболее тугоплавкими в своих рядах. В то же время карбиды и нитриды хрома, молибдена и вольфрама, обладающих максимальными температурами плавления, относительно менее тугоплавки. Это можно объяснить тем, что в самих металлах VIB-группы ковалентность максимальна, дефицит электронов ощущается не столь остро и электроны внедряемых атомов способствуют главным образом металлизации связи. [c.218]

Смотреть страницы где упоминается термин Карбиды с ковалентной связью: [c.355] [c.341] [c.145] [c.288] [c.282] [c.140] [c.311] [c.365] [c.384] [c.327] [c.218] [c.367] [c.196] [c.58] [c.333] [c.28] [c.28] [c.83] [c.83] [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология