Углеводы

Углеводы (или карбидгидриды ) представляют собой твердые однофазные соединения, состоящие из металла с углеродом и водородом в форме карбид- и гидрид- ионов. ^{[ нужна ссылка ]} Термин «углевод» также может относиться к углеводороду . ^[1]

Структура и связь

Многие из карбогидридов переходных металлов нестехиометричны, особенно в отношении водорода, пропорция которого может варьироваться до теоретического сбалансированного соотношения. Водород и углерод занимают дырки в кристаллической решетке металла. Углерод занимает октаэдрические позиции (окруженные шестью атомами металла), а водород занимает тетраэдрические позиции в металлической решетке. Атомы водорода располагаются в местах, удаленных от атомов углерода и друг от друга, на расстоянии не менее 2 Å друг от друга, поэтому между атомами углерода или водорода нет ковалентных связей. В целом решетка сохраняет высокую симметрию исходного металла. ^[2]

Номенклатура

Карбодейтерид ) представляет собой соединение , (или карбодейтерид в котором водород состоит из изотопа дейтерия . ^[3]^[4]

Характеристики

Реакции

Гидриды карбидов металлов выделяют водород при нагревании и находятся в равновесии с парциальным давлением водорода, которое зависит от температуры.

При _{Ca 2} LiC ₃ нагревании H с хлоридом аммония газ C ₃ H ₄ ( метилацетилен - пропадиен ). образуется ^[5]

Сравнения

Существуют также металлические кластерные молекулы и ионы, которые содержат как углерод, так и водород. Метилидиновые комплексы содержат группу CH с тремя связями с металлом, например NiCH. ⁺ или ПтЧ ⁺.

Естественное явление

Гидриды карбида железа, по-видимому, не стабильны в условиях, существующих во внутреннем ядре Земли , хотя углерод или водород были предложены в качестве легирующих элементов в ядре. ^[6]

Приложения

Углеводы изучаются на предмет их способности хранить водород . ^[7] Углеводы могут быть получены при производстве карбидов путем измельчения с использованием углеводородов в качестве источника углерода. Поскольку углеводы не являются желаемым результатом, добавляют другой материал, например графит, чтобы максимизировать производство карбида. ^[8]

Подготовка

Карбогидриды переходных металлов можно получить путем нагрева карбида металла в водороде, например, при 2000 °C и давлении 3 бар. Эта реакция является экзотермической, и ее просто нужно зажечь при гораздо более низкой температуре. ^[7] Этот процесс называется самораспространяющимся высокотемпературным синтезом или СВС. ^[9]Гидрокарбид может образоваться при измельчении металла в углеводороде, например, при производстве карбида титана. ^[8]

Углеводы редкоземельных элементов можно получить нагреванием гидрида металла с графитом в закрытом металлическом контейнере в атмосфере водорода. ^[10]

Список

Имя	формула	форма	космическая группа	элементарная ячейка	появление	плотность	структура	ссылка
Гидрид трикарбида лития дикальция	Са ₂ LiC ₃ H	четырехугольный	P4 _МБМ	а=6,8236 с=3,7518 Z =2	серебро	2.36	имеет С ₃⁴⁻	^[5]
Карбодейтерид титана	ТиК _0,48 Д _0,60	кубический	Ф _{м3 м}	а=4,30963				^[7]
Карбодейтерид титана	ТиК _0,48 Д _0,60	тригональный	FM3 ₁	а=3,08208 в=5,0405				^[7]
Карбогидрид циркония	ZrC _0,3 Н							^[11]
Карбогидрид гафния	Hf₂CH_Hf2CH2			а=3,427 с=5,476				^[11]^[12]
карбогидрид тория	ТХГ ₂	кубическая под углом 380°, и выше шестиугольный.						^[13]^[14]
	Th₂CH_Th2CH2	шестиугольный		а=3,083 с=5,042				^[12]
	Чет ₃ СН ₄	моноклинический						^[12]
Карбогидрид ниобия	НБК _0,76 Н _0,18							^[15]
Гидрид алленилида бария-индия	Ba ₁₂ InC ₁₈ H ₄	кубический	мне 3	а=11,1447			ИнБа ₁₂ икосаэдров	^[16]
	Y ₅ Si ₃ C _0,5 H _7,33							^[17]
	Ла ₂ С ₃ Ч _1,5							^[18]
	Ла ₂ Ч ₄			а=5,642				^[19]
	La₂CH_Ла2Ч2	моноклинический	С 2/ м	а = 7,206, б = 3,932, с = 6,739, β = 94,66°				^[19]
	Ла ₁₅ (FeC ₆ ) ₄ H	шестиугольный	П 6	а =8,7764 в =10,7355 Z=1 В=720,42	серебро			^[20]
Гидрид карбида иттербия	Yb₂CH_Yb2CH2	шестиугольный		а=3,575 с=5,786				^[10]
Гидрид дикарбида иттербия	Yb ₂ С ₂ Н	кубический		а=4,974			ФКК	^[10]
	Pr ₃ Fe _27,5 Ti _1,5 C _x H	моноклинический	А2/м					^[21]
	Dy ₂ Co ₁₇ C _0,2 H _2,8		П 6 ₃ / ммц	а=8,418 с=8,165 В=501,1				^[22]
	Dy ₂ Ni ₁₇ C _0,4 H _2,7		П 6 ₃ / ммц	а=8,3789 с=8,054 В=489,7				^[22]
	Б-г ₂ ИЧ		П 6 ₃ / ммц	а = 3,8128 в = 14,844	серый	8.071		^[23]
	Б-г ₂ БрЧ		П 6 ₃ / ммц		серый			^[23]
	Б-г ₂ КлЧ		П 6 ₃ / ммц		серый			^[23]
	Тб ₂ ИЧ		П 6 ₃ / ммц		серый			^[23]
	Тб ₂ БрЧ		П 6 ₃ / ммц		серый			^[23]

Ссылки

^ Юр, Эндрю (1867). Уресский словарь искусств, мануфактур и горнодобывающей промышленности: содержащий четкое изложение их принципов и практики . Лонгманс, Грин и компания. стр. 648–649.
^ Рундквист, Стиг; Телльгрен, Роланд; Андерссон, Ивонн (август 1984 г.). «Водород и дейтерий в соединениях переходного металла и p-элемента: кристаллохимические аспекты межузельной растворимости твердых частиц и образования гидридной фазы». Журнал менее распространенных металлов . 101 : 145–168. дои : 10.1016/0022-5088(84)90092-4 .
^ Маковец, М.; Бан, З. (июнь 1970 г.). «Кристаллическая структура карбогидридов тория». Журнал менее распространенных металлов . 21 (2): 169–180. дои : 10.1016/0022-5088(70)90115-3 .
^ Реноден, Г.; Ивон, К.; Долуханян, СК; Агаджанян, Н.Н.; Шехтман, В.Ш. (август 2003 г.). «Кристаллическая структура и термические свойства карбодейтеридов титана, полученных методом синтеза горением». Журнал сплавов и соединений . 356–357: 120–127. дои : 10.1016/S0925-8388(03)00107-5 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Ланг, Дэвид А.; Заикина Юлия Владимировна; Ловингуд, Дерек Д.; Гедрис, Томас Э.; Латтернер, Сьюзен Э. (15 декабря 2010 г.). «Ca 2 LiC 3 H: новая фаза сложного карбида-гидрида, выращенная в металлическом флюсе». Журнал Американского химического общества . 132 (49): 17523–17530. дои : 10.1021/ja107436n . ISSN 0002-7863 . ПМИД 21090715 .
^ Литасов, К.Д.; Шацкий А.Ф.; Отани, Э. (12 октября 2016 г.). «Взаимодействие Fe и Fe3C с водородом и азотом при давлении 6–20 ГПа: исследование методом рентгеновской дифракции in situ». Геохимия Интернэшнл . 54 (10): 914–921. Бибкод : 2016GeocI..54..914L . дои : 10.1134/S0016702916100074 . S2CID 100503929 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Реноден, Г.; Ивон, К.; Долуханян, СК; Агаджанян, Н.Н.; Шехтман, В.Ш. (август 2003 г.). «Кристаллическая структура и термические свойства карбодейтеридов титана, полученных методом синтеза горением». Журнал сплавов и соединений . 356–357: 120–127. дои : 10.1016/S0925-8388(03)00107-5 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Ерёмина, М.А.; Ломаева, С.Ф.; Демаков С.Л.; Юровских А.С. (15 апреля 2019 г.). «ПСС композитов «Карбид Титана/Карбогидрид – Медь»» . КнЭ Инжиниринг . 1 (1): 246. дои : 10.18502/keg.v1i1.4416 . hdl : 10995/82850 .
^ Долуханян, СК; Агаджанян, Н.Н.; Акопян, Х.Г.; Шехтман, В.Ш; Тер-Галстян, ОП (декабрь 1999 г.). «Структурные особенности карбогидридов переходных металлов, полученных методом горения». Журнал сплавов и соединений . 293–295: 452–457. дои : 10.1016/S0925-8388(99)00335-7 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Хашке, Джон М. (апрель 1975 г.). «Получение и некоторые свойства гидридов карбида иттербия». Неорганическая химия . 14 (4): 779–783. дои : 10.1021/ic50146a016 . ISSN 0020-1669 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Долуханян, Седа К. (2017). «Гидридонитриды и углеводы переходных металлов». Краткая энциклопедия самораспространяющегося высокотемпературного синтеза . стр. 159–160. дои : 10.1016/B978-0-12-804173-4.00071-5 . ISBN 9780128041734 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Рексер, Иоахим (1962). «Тройные металл-углерод-водородные соединения некоторых переходных металлов» . Университет штата Айова .
^ Маковец, М.; Бан, З. (июнь 1970 г.). «Кристаллическая структура карбогидридов тория». Журнал менее распространенных металлов . 21 (2): 169–180. дои : 10.1016/0022-5088(70)90115-3 .
^ Маковец, М.; Бан, З. (декабрь 1970 г.). «Кристаллическая структура карбогидридов тория часть II. Гексагональный карбогидрид тория». Журнал менее распространенных металлов . 22 (4): 383–388. дои : 10.1016/0022-5088(70)90125-6 .
^ Скрипов А.В.; Ву, Х.; Удович, Ти Джей; Хуан, К.; Хемпельманн, Р.; Солонинин А.В.; Ремпель, А.А.; Гусев, А.И. (июнь 2009 г.). «Водород в нестехиометрических кубических карбидах ниобия: нейтронно-колебательная спектроскопия и нейтронографические исследования». Журнал сплавов и соединений . 478 (1–2): 68–74. дои : 10.1016/j.jallcom.2008.12.012 .
^ Бланкеншип, Тревор В.; Дикман, Мэтью Дж.; ван де Бургт, Ламбертус Дж.; Латтернер, Сьюзен Э. (2 февраля 2015 г.). «Ca 12 InC 13– x и Ba 12 InC 18 H 4: алленилиды щелочноземельного индия, синтезированные во флюсе AE/Li (AE = Ca, Ba)». Неорганическая химия . 54 (3): 914–921. дои : 10.1021/ic502315m . ISSN 0020-1669 . ПМИД 25375309 .
^ Хассен, Массачусетс; МакКолм, Эй Джей (декабрь 2000 г.). «Получение карбидов силицида иттрия с высоким содержанием водорода и обратимым потенциалом хранения». Журнал сплавов и соединений . 313 (1–2): 95–103. дои : 10.1016/S0925-8388(00)01174-9 .
^ Кинле, Л.; Гарсиа Гарсиа, Ф.Дж.; Дюппель, В.; Саймон, А. (апрель 2006 г.). «Прямое наблюдение кристаллографических и химических изменений при дегидрировании загрязненного кислородом La2C3H1.5». Журнал химии твердого тела . 179 (4): 993–1002. Бибкод : 2006ЖССЧ.179..993К . дои : 10.1016/j.jssc.2005.12.019 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Саймон, Арндт; Гулден, Томас (ноябрь 2004 г.). «La2C3 и его реакция с водородом». Журнал неорганической и общей химии (на немецком языке). 630 (13–14): 2191–2198. дои : 10.1002/zaac.200400226 . ISSN 0044-2313 .
^ Энгстранд, Тейт О.; Коуп, Эмили М.; Васкес, Гильермо; Хэддок, Джо В.; Герц, Мэри Б.; Ван, Сяопин; Латтернер, Сьюзен Э. (17 августа 2020 г.). «Синтез флюса гидрида карбида металла с использованием антрацена в качестве реагента» . Неорганическая химия . 59 (16): 11651–11657. doi : 10.1021/acs.inorgchem.0c01505 . ISSN 0020-1669 . ОСТИ 1771895 . ПМИД 32799481 . S2CID 225348956 .
^ Психарис, В; Гьока, М; Калогиру, О; Ниархос, Д; Папефтимиу, В; Христодулу, Ч. (июль 2000 г.). «Магнитные свойства внедренного модифицированного гидрокарбида Pr3(Fe,Ti)29». Журнал сплавов и соединений . 307 (1–2): 234–239. дои : 10.1016/S0925-8388(00)00741-6 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Левицкий Владимир; Бабижецкий1, Владимир; Мякуш1, Оксана; Котур1, Богдан; Ковальчук, Игорь (2014). «Кристаллическая структура и свойства гидрирования гексагональных Dy2M17 и Dy2M17Cx» . Химия металлов и сплавов . 7 : 26–31. дои : 10.30970/cma7.0264 . Проверено 14 мая 2020 г. {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Рак, М.; Саймон, А. (ноябрь 1992 г.). «Ln2XCHy: Конденсированные кластеры с двумя разными межузельными атомами». Журнал неорганической и общей химии (на немецком языке). 617 (11): 7–18. дои : 10.1002/zaac.19926170102 . ISSN 0044-2313 .

[1] Юр, Эндрю (1867). Уресский словарь искусств, мануфактур и горнодобывающей промышленности: содержащий четкое изложение их принципов и практики . Лонгманс, Грин и компания. стр. 648–649.

[rund-2] Рундквист, Стиг; Телльгрен, Роланд; Андерссон, Ивонн (август 1984 г.). «Водород и дейтерий в соединениях переходного металла и p-элемента: кристаллохимические аспекты межузельной растворимости твердых частиц и образования гидридной фазы». Журнал менее распространенных металлов . 101 : 145–168. дои : 10.1016/0022-5088(84)90092-4 .

[3] Маковец, М.; Бан, З. (июнь 1970 г.). «Кристаллическая структура карбогидридов тория». Журнал менее распространенных металлов . 21 (2): 169–180. дои : 10.1016/0022-5088(70)90115-3 .

[4] Реноден, Г.; Ивон, К.; Долуханян, СК; Агаджанян, Н.Н.; Шехтман, В.Ш. (август 2003 г.). «Кристаллическая структура и термические свойства карбодейтеридов титана, полученных методом синтеза горением». Журнал сплавов и соединений . 356–357: 120–127. дои : 10.1016/S0925-8388(03)00107-5 .

[:0-5] Перейти обратно: ^а ^б Ланг, Дэвид А.; Заикина Юлия Владимировна; Ловингуд, Дерек Д.; Гедрис, Томас Э.; Латтернер, Сьюзен Э. (15 декабря 2010 г.). «Ca 2 LiC 3 H: новая фаза сложного карбида-гидрида, выращенная в металлическом флюсе». Журнал Американского химического общества . 132 (49): 17523–17530. дои : 10.1021/ja107436n . ISSN 0002-7863 . ПМИД 21090715 .

[6] Литасов, К.Д.; Шацкий А.Ф.; Отани, Э. (12 октября 2016 г.). «Взаимодействие Fe и Fe3C с водородом и азотом при давлении 6–20 ГПа: исследование методом рентгеновской дифракции in situ». Геохимия Интернэшнл . 54 (10): 914–921. Бибкод : 2016GeocI..54..914L . дои : 10.1134/S0016702916100074 . S2CID 100503929 .

[ren-7] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Реноден, Г.; Ивон, К.; Долуханян, СК; Агаджанян, Н.Н.; Шехтман, В.Ш. (август 2003 г.). «Кристаллическая структура и термические свойства карбодейтеридов титана, полученных методом синтеза горением». Журнал сплавов и соединений . 356–357: 120–127. дои : 10.1016/S0925-8388(03)00107-5 .

[ery-8] Перейти обратно: ^а ^б Ерёмина, М.А.; Ломаева, С.Ф.; Демаков С.Л.; Юровских А.С. (15 апреля 2019 г.). «ПСС композитов «Карбид Титана/Карбогидрид – Медь»» . КнЭ Инжиниринг . 1 (1): 246. дои : 10.18502/keg.v1i1.4416 . hdl : 10995/82850 .

[9] Долуханян, СК; Агаджанян, Н.Н.; Акопян, Х.Г.; Шехтман, В.Ш; Тер-Галстян, ОП (декабрь 1999 г.). «Структурные особенности карбогидридов переходных металлов, полученных методом горения». Журнал сплавов и соединений . 293–295: 452–457. дои : 10.1016/S0925-8388(99)00335-7 .

[:1-10] Перейти обратно: ^а ^б ^с Хашке, Джон М. (апрель 1975 г.). «Получение и некоторые свойства гидридов карбида иттербия». Неорганическая химия . 14 (4): 779–783. дои : 10.1021/ic50146a016 . ISSN 0020-1669 .

[Dolukhanyan-11] Перейти обратно: ^а ^б Долуханян, Седа К. (2017). «Гидридонитриды и углеводы переходных металлов». Краткая энциклопедия самораспространяющегося высокотемпературного синтеза . стр. 159–160. дои : 10.1016/B978-0-12-804173-4.00071-5 . ISBN 9780128041734 .

[:5-12] Перейти обратно: ^а ^б ^с Рексер, Иоахим (1962). «Тройные металл-углерод-водородные соединения некоторых переходных металлов» . Университет штата Айова .

[13] Маковец, М.; Бан, З. (июнь 1970 г.). «Кристаллическая структура карбогидридов тория». Журнал менее распространенных металлов . 21 (2): 169–180. дои : 10.1016/0022-5088(70)90115-3 .

[14] Маковец, М.; Бан, З. (декабрь 1970 г.). «Кристаллическая структура карбогидридов тория часть II. Гексагональный карбогидрид тория». Журнал менее распространенных металлов . 22 (4): 383–388. дои : 10.1016/0022-5088(70)90125-6 .

[15] Скрипов А.В.; Ву, Х.; Удович, Ти Джей; Хуан, К.; Хемпельманн, Р.; Солонинин А.В.; Ремпель, А.А.; Гусев, А.И. (июнь 2009 г.). «Водород в нестехиометрических кубических карбидах ниобия: нейтронно-колебательная спектроскопия и нейтронографические исследования». Журнал сплавов и соединений . 478 (1–2): 68–74. дои : 10.1016/j.jallcom.2008.12.012 .

[16] Бланкеншип, Тревор В.; Дикман, Мэтью Дж.; ван де Бургт, Ламбертус Дж.; Латтернер, Сьюзен Э. (2 февраля 2015 г.). «Ca 12 InC 13– x и Ba 12 InC 18 H 4: алленилиды щелочноземельного индия, синтезированные во флюсе AE/Li (AE = Ca, Ba)». Неорганическая химия . 54 (3): 914–921. дои : 10.1021/ic502315m . ISSN 0020-1669 . ПМИД 25375309 .

[17] Хассен, Массачусетс; МакКолм, Эй Джей (декабрь 2000 г.). «Получение карбидов силицида иттрия с высоким содержанием водорода и обратимым потенциалом хранения». Журнал сплавов и соединений . 313 (1–2): 95–103. дои : 10.1016/S0925-8388(00)01174-9 .

[18] Кинле, Л.; Гарсиа Гарсиа, Ф.Дж.; Дюппель, В.; Саймон, А. (апрель 2006 г.). «Прямое наблюдение кристаллографических и химических изменений при дегидрировании загрязненного кислородом La2C3H1.5». Журнал химии твердого тела . 179 (4): 993–1002. Бибкод : 2006ЖССЧ.179..993К . дои : 10.1016/j.jssc.2005.12.019 .

[:4-19] Перейти обратно: ^а ^б Саймон, Арндт; Гулден, Томас (ноябрь 2004 г.). «La2C3 и его реакция с водородом». Журнал неорганической и общей химии (на немецком языке). 630 (13–14): 2191–2198. дои : 10.1002/zaac.200400226 . ISSN 0044-2313 .

[20] Энгстранд, Тейт О.; Коуп, Эмили М.; Васкес, Гильермо; Хэддок, Джо В.; Герц, Мэри Б.; Ван, Сяопин; Латтернер, Сьюзен Э. (17 августа 2020 г.). «Синтез флюса гидрида карбида металла с использованием антрацена в качестве реагента» . Неорганическая химия . 59 (16): 11651–11657. doi : 10.1021/acs.inorgchem.0c01505 . ISSN 0020-1669 . ОСТИ 1771895 . ПМИД 32799481 . S2CID 225348956 .

[21] Психарис, В; Гьока, М; Калогиру, О; Ниархос, Д; Папефтимиу, В; Христодулу, Ч. (июль 2000 г.). «Магнитные свойства внедренного модифицированного гидрокарбида Pr3(Fe,Ti)29». Журнал сплавов и соединений . 307 (1–2): 234–239. дои : 10.1016/S0925-8388(00)00741-6 .

[:2-22] Перейти обратно: ^а ^б Левицкий Владимир; Бабижецкий1, Владимир; Мякуш1, Оксана; Котур1, Богдан; Ковальчук, Игорь (2014). «Кристаллическая структура и свойства гидрирования гексагональных Dy2M17 и Dy2M17Cx» . Химия металлов и сплавов . 7 : 26–31. дои : 10.30970/cma7.0264 . Проверено 14 мая 2020 г. {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[:3-23] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Рак, М.; Саймон, А. (ноябрь 1992 г.). «Ln2XCHy: Конденсированные кластеры с двумя разными межузельными атомами». Журнал неорганической и общей химии (на немецком языке). 617 (11): 7–18. дои : 10.1002/zaac.19926170102 . ISSN 0044-2313 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]