簡介
直鏈乙炔碳(Linear Acetylenic Carbon),也稱 卡拜(Carbyne)、 線型碳(Linear carbon)。
基本信息
系統名 Methylidyne | |
別名 | λ-Carbane Carbon(I) hydride Carbyne Methylyne |
識別 | |
CAS號 | 3315-37-5 |
ChemSpider | 10605713 |
SMILES | [CH] |
Beilstein | 7801830 |
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。 |
結構
碳的一種同素異形體,具有 類型的結構。其中每個碳都是sp雜化,碳碳單鍵和三鍵交替。
物理性質
這種類型卡拜的楊氏模量是已知天然最硬材料——鑽石的40倍,同時也是奈米碳管的兩倍,因此將是很好的納米材料。
化學性質
直鏈乙炔碳(Carbyne)是擁有三個自由電子的電中性單價碳活性中間體HC及其衍生物(如EtOC-C)的統稱。卡拜可通過很多方法獲得。它可以短壽命的活性中間體存在於氣相中。
反應
卡拜可以與金屬離子結合形成金屬卡拜配合物(如[WBr(CO)(2,2'-bipy)C-Ar]和[WBr(CO)(PPh)C-NR2])。
合成方法
這類化合物的一種合成方法是讓W(CO)與二異丙基氨基鋰(LDA)反應產生[(PrN)(OLi)C=W(CO)],然後再讓其與草醯溴或Br-PPh和三苯基膦反應。另一種合成方法是用路易斯酸處理甲氧基金屬卡賓配合物。
套用
碳對所有已知的生命系統都是必不可少的,沒有生命,因為我們知道它不存在(參見替代生物化學)。除食品和木材之外的碳的主要經濟用途是碳氫化合物的形式,最明顯的是化石燃料甲烷氣體和原油(石油)。原油在煉油廠由石化工業蒸餾,生產汽油,煤油和其他產品。纖維素是一種天然的含碳聚合物,由植物以木材,棉花,亞麻和大麻的形式生產。纖維素主要用於維持植物的結構。商業上有價值的動物碳聚合物包括羊毛,羊絨和絲綢。塑膠由合成碳聚合物製成,通常在主聚合物鏈中以規則的間隔包含氧和氮原子。許多這些合成物質的原料來自原油。
碳及其化合物的用途極為多樣。它可與鐵形成合金,其中最常見的是碳鋼。石墨與粘土結合形成用於書寫和繪圖的鉛筆中的“鉛”。它還用作潤滑劑和顏料,用作玻璃製造中的模塑材料,用於乾電池和電鍍和電鑄的電極,用於電動機的電刷和用作核反應堆中的中子慢化劑。
碳的同素異形體
碳的同素異形體指的是碳元素的同素異形體,即純碳元素所能構成的各種不同的分子結構。包括了:
•不定形碳
•碳納米泡沫(1997年發現)
•碳納米管
•鑽石
•富勒烯
•石墨
•藍絲黛爾石
•蠟石(或稱作白碳)
•石墨烯
•聚合鑽石納米棒
碳同素異形體系統橫跨完全極端且十分不同的範圍。
以鑽石及石墨為例:
•鑽石是人類已知最硬的礦石;石墨卻是最軟的礦石之一。
•鑽石是終極的研磨劑;石墨卻是非常好的潤滑劑。
•鑽石是一流的絕緣體;石墨卻是良導體。
•鑽石通常是透明的;石墨卻是不透光的。
•鑽石的結晶是立方晶系;石墨卻是六方晶系。
•鑽石的價值昂貴;石墨卻是普通。
另以不定形碳及碳納米管為例:
•不定形碳是最容易合成的材料之一;碳納米管卻需極端高昂的成本才能製得。
•不定形碳是完全各向同性擴展的材料;碳納米管卻是只有一個方向前後延伸的各向異性材料。
參見
•直鏈乙炔碳(也稱作卡拜)
•相關碳化物:
•卡班(甲烷,英語:Carbane)
•卡賓(甲烯,英語:Carbene)
•卡拜(甲炔,英語:Carbyne)