Carburo
Un carburo è un composto binario costituito da carbonio e da un elemento meno elettronegativo, generalmente un metallo o un semimetallo. Sono caratterizzati da elevata durezza ed elevata temperatura di fusione e alcuni di essi hanno importanza industriale.
Classificazione
La classificazione dei carburi si basa sul tipo di legame presente nel composto
Salini o ionici
Contengono metalli poco elettronegativi e si formano con i:
- metalli alcalini
I carburi dei metalli alcalini come il carburo di sodio hanno formula Na2C2 in cui è presente un triplo legame carbonio-carbonio in cui il carbonio ha numero di ossidazione -1
- metalli alcalino-terrosi
Tra i carburi dei metalli alcalino-terrosi il più noto è il carburo di calcio CaC2 in cui i due atomi di carbonio sono legati tramite triplo legame
Appartengono a questa categoria i carburi che si formano con i metalli del gruppo:
3 : scandio, ittrio e lantanio
Lantanidi che formano composti con formula MC2 e M2C3
Attinidi che formano composti con formula MC2 e M2C3
Legame covalente
Silicio e boro formano carburi covalenti.
Il carburo di silicio SiC è un materiale ceramico con durezza, nella scala di Mohs tra corindone e diamante.
Il carburo di boro, B4C, ha una struttura che comprende unità icosaedriche di boro legate da atomi di carbonio.
Interstiziali
I carburi dei metalli di transizione dei gruppi 4, 5 e 6, ad eccezione del cromo, sono descritti come composti interstiziali. In essi gli atomi di carbonio si inseriscono negli interstizi ottaedrici del reticolo metallico se il raggio dell’atomo di metallo è maggiore di 135 pm.
Questi carburi sono chimicamente poco reattivi, hanno proprietà metalliche e sono refrattari. Il carburo di titanio TiC, è un materiale ceramico refrattario con una durezza, nella scala di Mohs, tra 9 e 9.5 simile al carburo di tungsteno .
Il carburo di titanio e il carburo di tungsteno sono importanti a livello industriale e vengono utilizzati per rivestire i metalli negli utensili da taglio.
Carburi di metalli di transizione intermedi
In questi il raggio del metallo di transizione è più piccolo di 135 pm e le strutture non sono interstiziali ma sono più complesse. In essi infatti sono presenti stechiometrie multiple come nel caso del ferro che forma Fe3C nota come cementite, Fe7C3 e Fe2C
Questi carburi sono più reattivi dei di quelli interstiziali, e meno reattivi di quelli ionici.