Carbide: រូបមន្តកម្មវិធីនិងលក្ខណៈសម្បត្តិ

មានសមាសធាតុគីមីជាច្រើនត្រូវបានគេស្គាល់នៅក្នុងពិភពលោក: ប្រហែលរាប់រយលាន។ ហើយពួកគេទាំងអស់ដូចជាមនុស្សគឺបុគ្គល។ អ្នកមិនអាចរកឃើញសារធាតុពីរដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនិងរូបរាងដូចគ្នាសម្រាប់សមាសភាពខុសគ្នា។

សារធាតុមួយក្នុងចំនោមសារធាតុដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុតដែលមាននៅក្នុងពិភពលោកគឺកាបូន។ នៅក្នុងអត្ថបទនេះយើងនឹងពិភាក្សាពីរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ពួកគេលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវ័ន្តនិងគីមីកម្មវិធីនិងវិភាគលម្អិតនៃផលិតកម្មរបស់ពួកគេ។ ប៉ុន្តែជាដំបូង, បន្តិចអំពីប្រវត្តិសាស្រ្តនៃការរកឃើញនេះ។

ប្រវត្តិ

កាបូនលោហធាតុរូបមន្តដែលយើងនឹងផ្តល់អោយខាងក្រោមមិនមែនជាសមាសធាតុធម្មជាតិទេ។ នេះគឺដោយសារតែម៉ូលេគុលរបស់ពួកគេមានទំនោរទៅបែកបាក់នៅពេលដែលមានទំនាក់ទំនងជាមួយទឹក។ ដូច្នេះនៅទីនេះវាមានតំលៃនិយាយអំពីការប៉ុនប៉ងដំបូងដើម្បីសំយោគស៊ីរ៉ាប៊ី។

ចាប់តាំងពីឆ្នាំ 1849 មានសេចក្តីយោងទៅការសំយោគនៃស៊ីប៊ូលូបកាបូនប៉ុន្តែការប៉ុនប៉ងខ្លះនៃការប៉ុនប៉ងទាំងនេះនៅតែមិនត្រូវបានគេទទួលស្គាល់។ ការផលិតខ្នាតធំបានចាប់ផ្តើមនៅឆ្នាំ 1893 ដោយអ្នកគីមីវិទ្យាអាមេរិចលោកអេឌូដអាសសុននៅក្នុងរបៀបមួយដែលក្រោយមកត្រូវបានដាក់ឈ្មោះតាមគាត់។

ប្រវត្តិនៃការសំយោគនៃកាល់ស្យូមកាបូអ៊ីតក៏មិនខុសគ្នាខ្លាំងដែរ។ នៅឆ្នាំ 1862 គាត់បានទទួលគីមីវិទ្យាជនជាតិអាល្លឺម៉ង់ម្នាក់ឈ្មោះហ្វ្រីឌិចវ៉ូហឺរដោយប្រើកំដៅស័ង្កសីនិងកាល់ស្យូមជាមួយធ្យូងថ្ម។

ឥឡូវនេះចូរយើងបន្តទៅផ្នែកដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បន្ថែមទៀត: លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនិងរូបវន្ត។ យ៉ាងណាមិញពួកគេគឺជាខ្លឹមសារនៃការអនុវត្ដន៍នៃសារធាតុទាំងនេះ។

លក្ខណៈសម្បត្តិរាងកាយ

ពិតប្រាកដទាំងអស់កាបូទូខុសគ្នានៅក្នុងភាពរឹងរបស់ពួកគេ។ ឧទាហរណ៏មួយនៃសារធាតុរឹងបំផុតនៅលើ មាត្រដ្ឋាន Mohs គឺ tungsten carbide (9 ក្នុងចំណោម 10 ពិន្ទុដែលអាចធ្វើបាន) ។ លើសពីនេះទៅទៀតសារធាតុទាំងនេះគឺមានប្រតិកម្មខ្លាំងណាស់: ចំណុចរលាយរបស់វាមួយចំនួនមានដល់ពីរពាន់ដឺក្រេ។

កាបូបៈភាគច្រើនមានលក្ខណៈគីមីនិងមានអន្តរកម្មជាមួយសារធាតុមួយចំនួនតូច។ ពួកវាមិនរលាយក្នុងសារធាតុចិញ្ចឹមណាមួយទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយការទំនាក់ទំនងជាមួយទឹកអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាការរំលាយដោយការបំផ្លាញនៃចំណងនិងការបង្កើត hydroxide នៃលោហៈនិងអ៊ីដ្រូកាបោន។

ប្រតិកម្មចុងក្រោយនិងការផ្លាស់ប្តូរគីមីដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ជាច្រើនទៀតទាក់ទងនឹងកាបូននឹងត្រូវបានពិភាក្សានៅក្នុងផ្នែកបន្ទាប់ទៀត។

លក្ខណៈសម្បត្តិគីមី

ស្ទើរតែកាបូទូទាំងអស់មានប្រតិកម្មជាមួយនឹងទឹក។ ខ្លះមានភាពងាយស្រួលនិងគ្មានកំដៅ (ឧទាហរណ៍ កាល់ស្យូមកាបូអ៊ីដ) និងមួយចំនួនទៀត (ឧទាហរណ៍ស៊ីប៊ូលខាបូទី) - នៅពេលចំហាយទឹកត្រូវបានកំដៅដល់ 1800 ដឺក្រេ។ ប្រតិកម្មក្នុងករណីនេះអាស្រ័យលើលក្ខណៈនៃចំណងនៅក្នុងបរិវេណដែលយើងនឹងនិយាយអំពីពេលក្រោយ។ នៅក្នុងប្រតិកម្មជាមួយទឹកអ៊ីដ្រូកាបូនខុសៗគ្នាត្រូវបានបង្កើតឡើង។ បញ្ហានេះកើតឡើងដោយសារតែអ៊ីដ្រូហ្សែនដែលមាននៅក្នុងទឹកត្រូវបានភ្ជាប់ទៅកាបូននៅក្នុងកាបូន។ ដើម្បីយល់ពីអ្វីដែលអ៊ីដ្រូកាបោនត្រូវបានគេទទួល (ឬទាំងការកំណត់និងបរិវេណដែលគ្មានជាតិខ្លាញ់អាចទទួលបាន) អ្នកអាចបន្តពីសារធាតុនៃកាបូនដែលមាននៅក្នុងវត្ថុដំបូង។ ឧទាហរណ៍ប្រសិនបើយើងមានកាល់ស្យូមកាបូអ៊ីតរូបមន្តដែលជា CaC ₂ នោះយើងឃើញថាវាមានអុីយ៉ុង C ₂ ^2- ។ នេះមានន័យថាអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនពីរដែលមានបន្ទុក + អាចភ្ជាប់ជាមួយវា។ ដូច្នេះយើងទទួលបានសមាសធាតុ C ₂ H ₂ -acetylene ។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរពីសមាសធាតុដូចជា អាលុយមីញ៉ូមអាលុយមីញ៉ូមដែល រូបមន្តគឺ Al ₄ C ₃ យើងទទួលបាន CH ₄ ។ ហេតុអ្វីបានជាមិនមែន C ₃ H ₁₂ អ្នកសួរ? យ៉ាងណាមិញអ៊ីយ៉ុងមានបន្ទុកចំនួន 12 ។ ការពិតគឺថាចំនួនអតិបរិមានៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត 2n + 2 ដែល n ជាចំនួនអាតូមកាបូន។ ដូចនេះមានសមាសធាតុតែមួយគត់ដែលមានរូបមន្ត C ₃ H ₈ (propane) និងអុីយ៉ុងជាមួយបន្ទុកនៃការបំបែក 12 ទៅជាបីអាតូមដោយមានបន្ទុក 4 ដែលពួកគេផ្តល់ឱ្យនៅពេលពួកគេផ្សំជាមួយប្រូតុងម៉ូលេគុលមេតាន។

គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍គឺប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មនៃ carbides ។ វាអាចកើតឡើងទាំងនៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មដ៏រឹងមាំនិងនៅក្នុងការដុតធម្មតានៅក្នុងបរិយាកាសអុកស៊ីហ៊្សែន។ ប្រសិនបើមានអុកស៊ីហ្សែនអ្វីគ្រប់យ៉ាងគឺច្បាស់លាស់: អុកស៊ីដ 2 ត្រូវបានគេទទួលហើយបន្ទាប់មកជាមួយសារធាតុ oxidizers ដទៃទៀតវាគួរអោយចាប់អារម្មណ៍ជាង។ អ្វីគ្រប់យ៉ាងអាស្រ័យទៅលើធម្មជាតិនៃលោហៈដែលជាផ្នែកមួយនៃ carbide និងក៏លើធម្មជាតិនៃអុកស៊ីតកម្មនេះ។ ឧទាហរណ៍ស៊ីឡាំងកាបូអ៊ីតដែលជារូបមន្តដែល SiC នៅពេលដែលមានប្រតិកម្មជាមួយនឹងល្បាយនៃអាស៊ីតនីត្រូនិង អ៊ីដ្រូហ្វ្លូរីត បង្កើតជាអាស៊ីត hexafluorosilicic ជាមួយនឹងការបញ្ចេញកាបូនឌីអុកស៊ីត។ ហើយនៅពេលអនុវត្តប្រតិកម្មដូចគ្នាប៉ុន្តែជាមួយអាស៊ីតនីទិចតែឯងយើងទទួលបាន ស៊ីលីក្យូតអុកស៊ីដ និងកាបូនឌីអុកស៊ីត។ ថ្នាំអុកស៊ីតកម្មក៏អាចរួមបញ្ចូល halogens និង chalcogenes ផងដែរ។ ជាមួយនឹងពួកវាប្រតិកម្មកាបូនណាមួយៈរូបមន្តប្រតិកម្មគឺអាស្រ័យតែទៅលើរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាប៉ុណ្ណោះ។

កាបូនលោហធាតុដែលជារូបមន្តដែលយើងបានចាត់ទុកថាមិនមែនជាតំណាងតែមួយនៃសមាសធាតុនៃសមាសធាតុនេះទេ។ ឥលូវនេះយើងនឹងពិនិត្យមើលឱ្យកាន់តែច្បាស់អំពីការរួមផ្សំដ៏សំខាន់នៃឧស្សាហកម្មនេះហើយបន្ទាប់មកនិយាយអំពីកម្មវិធីរបស់ពួកគេនៅក្នុងជីវិតរបស់យើង។

តើអ្វីទៅជាឧស្ម័នកាបូនិក?

វាប្រែថា carbide រូបមន្តនៃការដែលនិយាយថា CaC ₂ ខុសគ្នានៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធពី SiC ។ ហើយភាពខុសគ្នាគឺសំខាន់នៅក្នុងលក្ខណៈនៃចំណងរវាងអាតូម។ ក្នុងករណីទីមួយយើងកំពុងដោះស្រាយជាមួយកាបូនអំបិល។ សមាសធាតុនៃសមាសធាតុនេះត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះដូច្នេះព្រោះវាមានលក្ខណៈដូចជាអំបិលដែលវាមានសមត្ថភាពបំបែកចេញទៅជាអ៊ីយ៉ុង។ តំណភ្ជាប់អ៊ីយ៉ុងបែបនេះខ្សោយណាស់ដែលធ្វើឱ្យវាមានភាពងាយស្រួលក្នុងការអនុវត្តប្រតិកម្មអ៊ីដ្រូលីលីសនិងការផ្លាស់ប្តូរជាច្រើនទៀតដែលទាក់ទងនឹងអន្តរកម្មរវាងអ៊ីយ៉ុង។

ប្រភេទមួយផ្សេងទៀតប្រហែលជាប្រភេទកាបូអ៊ីដដែលមានសារៈសំខាន់ខាងធុរកិច្ចគឺជាកាបូវីតៈដូចជា SiC ឬ WC ជាដើម។ ពួកវាត្រូវបានកំណត់ដោយដង់ស៊ីតេខ្ពស់និងកម្លាំង។ ក៏ដូចជាការស្រូបយកកំដៅនិងការស្រូបយកសារធាតុគីមី។

វាក៏មានកាបូនដូចលោហធាតុដែរ។ ពួកគេអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាលោហៈធាតុលោហធាតុដែលមានកាបូន។ ក្នុងចំនោមទាំងនេះយើងអាចបែងចែកឧទាហរណ៍ស៊ីម៉ង់ត៍ (ស៊ីម៉ង់ត៍ជាតិដែកដែលរូបមន្តមានលក្ខណៈប្រែប្រួលប៉ុន្តែជាមធ្យមវាមានប្រហាក់ប្រហែលគ្នាគឺ Fe ₃ C) ឬដែកសុទ្ធ។ ពួកវាមានសកម្មភាពគីមីកម្រិតមធ្យមក្នុងកម្រិតរបស់វារវាងអរម៉ូនអ៊ីយ៉ូដនិងស៊ីវ៉ូល។

អំបូរនីមួយៗនៃប្រភេទសមាសធាតុគីមីដែលយើងកំពុងពិភាក្សាមានការអនុវត្តជាក់ស្តែងរបស់វា។ អំពីរបៀបនិងទីកន្លែងដែលពួកគេអនុវត្តគ្នាយើងនឹងនិយាយនៅផ្នែកបន្ទាប់។

កម្មវិធីជាក់ស្តែងនៃកាបូន

ដូចដែលយើងបានពិគ្រោះរួចហើយកាបូនខូវល្លិនមានបរិមាណច្រើនបំផុតនៃការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែង។ ទាំងនេះរួមបញ្ចូលសម្ភារៈកាត់បន្ថយនិងកាត់និងសម្ភារៈផ្សំដែលបានប្រើក្នុងវិស័យជាច្រើន (ឧទាហរណ៍វត្ថុធាតុដើមមួយក្នុងគ្រឿងបន្លាស់) និងគ្រឿងបន្លាស់គ្រឿងអេឡិចត្រូនិចធាតុកំដៅនិងថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ។ ហើយនេះមិនមែនជាបញ្ជីពេញលេញនៃការប្រើប្រាស់នៃប្រូតេអ៊ីនខ្ពស់ទាំងនេះ។

ការប្រើប្រាស់តូចចង្អៀតបំផុតគឺត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសារធាតុកាបូនបង្កើតអំបិល។ ប្រតិកម្មរបស់ពួកគេជាមួយទឹកត្រូវបានប្រើជាវិធីសាស្រ្តក្នុងការពិសោធន៍ដើម្បីទទួលបានអ៊ីដ្រូកាបូន។ របៀបដែលវាកើតឡើងយើងបានរើចេញរួចហើយ។

រួមជាមួយ covalent, លោហធាតុដូចលោហធាតុមានកម្មវិធីទូលំទូលាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្ម។ ដូចដែលយើងបាននិយាយរួចមកហើយថាប្រភេទលោហៈដូចជាសមាសធាតុដែលយើងកំពុងពិភាក្សាគឺដែកថែបដែករលាយនិងសមាសធាតុលោហធាតុផ្សេងទៀតដែលមានសារជាតិកាបូន។ តាមក្បួនលោហៈដែលមាននៅក្នុងសារធាតុបែបនេះជាកម្មសិទ្ធិរបស់ថ្នាក់នៃលោហធាតុឃ។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលគាត់មានទំនោរបង្កើតចំណងមិនមែនជាកំលាំងស្នូលប៉ុន្តែវាត្រូវបានជ្រៀតចូលទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធលោហធាតុ។

នៅក្នុងគំនិតរបស់យើងមានកម្មវិធីអនុវត្តជាក់ស្តែងគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់សមាសធាតុដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ។ ឥឡូវនេះសូមពិនិត្យមើលដំណើរការនៃការទទួលពួកគេ។

ផលិតកាបូប

ប្រភេទកាបូអ៊ីតពីរប្រភេទដំបូងដែលយើងបានចាត់ទុកថាជាកាបូននិងអំបិលគឺត្រូវបានគេទទួលបានតាមរបៀបដ៏សាមញ្ញបំផុតគឺដោយប្រតិកម្មនៃអុកស៊ីដធាតុនិងកូកាកូឡានៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ នៅពេលដំណាលគ្នាដែរផ្នែកមួយនៃកូកាអ៊ីនដែលមានកាបូនត្រូវបានផ្សំជាមួយអាតូមធាតុនៅក្នុងអុកស៊ីដនិងបង្កើតជាកាបូអ៊ីដ។ ផ្នែកមួយទៀត "ត្រូវការ" អុកស៊ីហ៊្សែនហើយបង្កើតជាកាបូម៉ូណូអុកស៊ីត។ វិធីសាស្រ្តនេះគឺពឹងផ្អែកខ្លាំងលើថាមពលពីព្រោះវាតម្រូវឱ្យរក្សាសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (ប្រហែល 1600-2500 ដឺក្រេ) នៅក្នុងតំបន់ប្រតិកម្ម។

ដើម្បីទទួលបានប្រូតេអ៊ីនមួយចំនួនប្រតិកម្មត្រូវបានប្រើ។ ឧទាហរណ៏, decomposition នៃបរិវេណ, ដែលនៅទីបំផុតផ្តល់ឱ្យ carbide ។ រូបមន្តប្រតិកម្មពឹងផ្អែកលើបរិវេណជាក់លាក់ដូច្នេះយើងនឹងមិនពិភាក្សាវាទេ។

មុននឹងបញ្ចប់អត្ថបទរបស់យើងយើងនឹងពិភាក្សាអំពីកាបូនដែលគួរអោយចាប់អារម្មណ៍មួយចំនួននិងនិយាយអំពីវាឱ្យកាន់តែច្បាស់។

សមាសធាតុគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍

ស៊ីដ្យូមប្រូតេអ៊ីន។ រូបមន្តសម្រាប់សមាសធាតុនេះគឺ C ₂ Na ₂ ។ នេះអាចត្រូវបានគេបង្ហាញថាជា acetylide (ដែលជាផលិតផលនៃការជំនួសអាតូមអ៊ីដ្រូសែនក្នុងអាអេទីលលីនសម្រាប់អាតូមសូដ្យូម) និងមិនមែនជាជាតិកាបូនទេ។ រូបមន្តគីមីមិនបានឆ្លុះបញ្ចាំងឱ្យឃើញពេញលេញទាំងនេះដូច្នេះពួកគេត្រូវតែស្វែងរកក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ។ វាគឺជាសារធាតុសកម្មខ្លាំងណាស់ហើយនៅក្នុងទំនាក់ទំនងណាមួយជាមួយទឹកអន្តរកម្មយ៉ាងសកម្មជាមួយវាដើម្បីបង្កើតអាអេទីលលីននិងអាល់កាឡាំង។

ម៉ាញ៉េស្យូមកាបូអ៊ីត។ រូបមន្ត: MgC ₂ ។ វិធីសាស្រ្តនៃការទទួលបានបរិវេណសកម្មគ្រប់គ្រាន់នេះគឺគួរអោយចាប់អារម្មណ៍។ មួយក្នុងចំណោមពួកគេបានបង្ហាញថាការធ្វើអំពូលប៉ូតាស្យូមម៉ាញ៉េស្យូមជាមួយកាល់ស្យូមកាបូអ៊ីតនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ជាលទ្ធផលផលិតផលពីរត្រូវបានគេទទួលបានគឺ: ហ្វ្លុយហ្វាយហ្វ្លុយអ័រនិងកាបូអ៊ីដដែលយើងត្រូវការ។ រូបមន្តសម្រាប់ប្រតិកម្មនេះគឺសាមញ្ញណាស់ហើយអ្នកអាចអានវាជាឯកសារឯកទេសប្រសិនបើអ្នកចង់បាន។

ប្រសិនបើអ្នកមិនប្រាកដអំពីអត្ថប្រយោជន៍នៃសម្ភារៈនៅក្នុងអត្ថបទនោះផ្នែកបន្ទាប់គឺសម្រាប់អ្នក។

តើនេះអាចមានប្រយោជន៍ក្នុងជីវិតយ៉ាងដូចម្ដេច?

ជាការប្រសើរណាស់, ចំណេះដឹងនៃសមាសធាតុគីមីមិនអាចត្រូវបាននាំអោយ។ វាតែងតែល្អប្រសើរជាងមុនដើម្បីឱ្យមានប្រដាប់ប្រដាចំណេះដឹងជាងការរស់នៅដោយគ្មានវា។ ទីពីរអ្នកកាន់តែដឹងអំពីអត្ថិភាពនៃសមាសធាតុមួយចំនួនអ្នកកាន់តែយល់អំពីយន្តការនៃការបង្កើតរបស់ពួកគេនិងច្បាប់ដែលអនុញ្ញាតឱ្យពួកគេមាន។

មុននឹងឈានដល់ទីបញ្ចប់ខ្ញុំសូមផ្តល់អនុសាសន៍ខ្លះដល់ការសិក្សាសម្ភារៈនេះ។

តើធ្វើដូចម្តេចដើម្បីសិក្សានេះ?

វាសាមញ្ញណាស់។ នេះគ្រាន់តែជាផ្នែកនៃគីមីសាស្ត្រប៉ុណ្ណោះ។ ហើយវាគួរតែត្រូវបានសិក្សាដោយយោងតាមសៀវភៅសិក្សាគីមីសាស្ត្រ។ ចាប់ផ្តើមជាមួយព័ត៌មានសាលារៀននិងបន្តទៅឱ្យកាន់តែស៊ីជម្រៅពីសៀវភៅសិក្សាសាកលវិទ្យាល័យនិងសៀវភៅយោង។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ប្រធានបទនេះគឺមិនសាមញ្ញនិងធុញទ្រាន់ដូចជាវាហាក់ដូចជានៅ glance ដំបូង។ គីមីវិទ្យាតែងតែអាចក្លាយជាចំណាប់អារម្មណ៍ប្រសិនបើអ្នករកឃើញគោលដៅរបស់អ្នក។