Карбид бериллия

Карбид бериллия (англ. Beryllium carbide) — бинарное неорганическое химическое соединение бериллия и углерода с формулой Be₂C.

Карбид бериллия
Общие
Систематическое наименование	Карбид бериллия
Хим. формула	Be2С
Рац. формула	Be2С
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	30,03536 г/моль
Плотность	2,24 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	2400 °C
Классификация
Рег. номер CAS	506-66-1
PubChem	68173
Рег. номер EINECS	208-050-7
SMILES	[Be]=C=[Be]
InChI	InChI=1S/C.2Be UQVOJETYKFAIRZ-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	61480
Безопасность
Токсичность	ядовит
NFPA 704	3 4 2
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Помимо карбида бериллия Be₂С, которому посвящена эта статья, есть данные о получении карбида бериллия BeC₂ в реакции ацетилена с бериллием при температуре 400°С.

ОписаниеПравить

Карбид бериллия представляет собой окрашенные кристаллы, цвет которых может быть от янтарного до темно-коричневого в зависимости от содержания примеси углерода. Крупнокристаллический карбид на воздухе, даже влажном, весьма устойчив, но в порошкообразном состоянии во влажном воздухе быстро разлагается.
Обладает большой твердостью, большей, чем карбид кремния, и лишь немного уступающей твердости карбида бора и алмаза.

Карбид бериллия можно представить как производное метана. Подобные соединения могут образовывать лишь небольшие по размерам ионы, так для Мg²⁺ и Са²⁺ известны только производные ацетилена MgC₂ и СаС₂.

Получение и свойстваПравить

Карбид бериллия Ве₂С получают, нагревая порошкообразный бериллий с сажей до 1700°С в нейтральной атмосфере:
$\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{+}\mathsf{C}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}$${\mathsf {2Be+C\longrightarrow Be_{2}C}}$ 
Также он может быть получен путём взаимодействия оксида бериллия с углеродом при температуре выше 1500°С:
$\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{O}$${\mathsf {2BeO+3C\longrightarrow Be_{2}C+2CO}}$ 

Химические свойстваПравить

Карбид бериллия довольно реакционноспособен. При 1000°С взаимодействует с азотом:
$\mathsf{3}\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}$${\mathsf {3Be_{2}C+2N_{2}\longrightarrow 2Be_{3}N_{2}+3C}}$ 
В атмосфере галогенов, за исключением иода, карбид бериллия переходит в галогенид, выделяя углерод:
$\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}$${\mathsf {Be_{2}C+2Cl_{2}\longrightarrow 2BeCl_{2}+C}}$ 
При взаимодействии с галогеноводородами образуются галогенид и метан:
$\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {Be_{2}C+4HCl\longrightarrow 2BeCl_{2}+CH_{4}}}$ 
Карбид бериллия медленно гидролизуется воде и разбавленными кислотами с выделением метана:
$\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {Be_{2}C+4H_{2}O\longrightarrow 2Be(OH)_{2}+CH_{4}}}$ 
$\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {Be_{2}C+2H_{2}SO_{4}\longrightarrow 2BeSO_{4}+CH_{4}}}$ 
В горячих концентрированных щелочах карбид бериллия растворяется с образованием бериллатов щелочных металлов и метана:
$\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {Be_{2}C+4NaOH\longrightarrow 2Na_{2}BeO_{2}+CH_{4}}}$ 

ПрименениеПравить

Карбид бериллия может служить тугоплавким конструкционным материалом, так как в отсутствие влаги и кислорода не разлагается до 2100°С.

Физиологическое действиеПравить

Карбид бериллия Be₂C в больших концентрациях высокотоксичен. Является ирритантом. Как и многие другие соединения бериллия, очень опасен для окружающей среды.

ЛитератураПравить

• Плющев В.Е., Степина С.Б., Федоров П.И. Химия и технология редких и рассеянных элементов: Учеб. пособие для вузов: Ч. I / Под ред. К. А. Большакова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1976. — 368 с. — 7000 экз.