இலித்தியம் கார்பைடு

இலித்தியம் கார்பைடு (Lithium carbide) என்பது Li2C2 என்ற மூலக்கூற்று வாய்பாடால் விவரிக்கப்படும் ஒரு கனிம வேதியியல் சேர்மமாகும். பெரும்பாலும் இருலித்தியம் அசிட்டைலைடு என்ற பெயரால் இச்சேர்மம் அறியப்படுகிறது. இலித்தியமும் கார்பனும் சேர்ந்து இந்த அசிட்டைலைடு உப்பு உருவாகிறது. கதிரியக்கக்கரிமக் காலக்கணிப்பு செயல்முறையின்போது ஓர் இடைநிலை சேர்மமாக  இலித்தியம் கார்பைடு உருவாகிறது. இது இலித்தியம் நிறைந்த Li4C, Li6C2, Li8C3, Li6C3, Li4C3, Li4C5 மற்றும் LiC6, LiC12 மற்றும் LiC18 ஆகிய கிராஃபைட்டு இடைச் செருகல் சேர்மங்களை உள்ளடக்கிய இலித்தியம்-கார்பன் சேர்மங்களின் விரிவான வரம்பில் ஒரு சேர்மமாகும். 

இலித்தியம் கார்பைடு வெப்ப இயக்கவியல்-நிலைப்புத்தன்மை அதிகம் கொண்ட இலித்தியம் நிறைந்த கார்பைடு ஆகும். இதை மட்டுமே தனிமங்களை சேர்த்து நேரடியாகத் தயாரிக்க முடியும்  நிலக்கரியை இலித்தியம் கார்பனேட்டுடன் வினைபுரியச் செய்து 1896 ஆம் ஆண்டில் மொய்சன் என்பவரால் இது முதன்முதலில் தயாரிக்கப்பட்டது.

Li2CO3 + 4 C → Li2C2 + 3 CO

மற்ற இலித்தியம் நிறைந்த சேர்மங்கள் இலித்தியம் ஆவியை குளோரினேற்ற ஐதரோகார்பன்களுடன் வினைபுரியச் செய்து உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. எ.கா. கார்பன் டெட்ராகுளோரைடு.  இலித்தியம் கார்பைடு சில சமயங்களில் பெயரின் ஒற்றுமை காரணமாக இலித்தியம் கார்பனேட்டு (Li2CO3) என்ற மருந்தாக நோக்கப்பட்டு குழப்பம் ஏற்படுத்துகிறது.

தயாரிப்பு
ஆய்வகத்தில், அம்மோனியாவில் உள்ள இலித்தியம் கரைசலுடன் அசிட்டிலீனைச் சேர்த்து −40° செல்சியசு வெப்பநிலையில் சூடுபடுத்தினால்  Li2C2·C2H2·2NH3 என்ற கூட்டு விளைபொருள் உருவாக்கப்படுகிறது. பின்னர் அறை வெப்பநிலையில் ஐதரசன் ஓட்டத்தில் இதை சிதைத்து இலித்தியம் கார்பைடு  வெள்ளைத் தூளாக பெறப்படுகிறது. 

C2H2 + 2 Li → Li2C2 + H2
இந்த முறையில் தயாரிக்கப்பட்ட மாதிரிகள் பொதுவாக முழுமையாகாத படிகங்களாக இருக்கும். படிக மாதிரிகள் உருகிய இலித்தியம் மற்றும் கிராஃபைட்டு இடையே 1000 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலையில் வினைபுரியச் செய்து  தயாரிக்கப்படுகின்றன. கார்பன் டை ஆக்சைடை உருகிய இலித்தியத்துடன் வினைபுரியச் செய்வதன் மூலமும்  Li2C2 தயாரிக்கப்படுகிறது.

10Li + 2CO2 → Li2C2 + 4Li2O

எத்திலீன் வாயுச் சூழலில் உலோக இலித்தியத்தை சூடுபடுத்துவதாலும் இலித்தியம் கார்பைடு உருவாகிறது. 

6Li + C2H4 → Li2C2 + 4LiH

இலித்தியம் ஐதரைடு 400 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலையில் கிராபைட்டுடன் வினைபுரிந்து இலித்தியம் கார்பைடு உருவாகிறது:

2LiH + 4 C → Li2C2 + C2H2

கரிம உலோகச் சேர்மமான என்-பியூட்டைல் இலித்தியம் டெட்ரா ஐதரோ பியூரான்  அல்லது எத்திலீன் ஆக்சைடில் உள்ள அசிட்டிலீனுடன் வினைபுரியும் போது இலித்தியம் கார்பைடு உருவாகிறது. 

C2H2 + 2 CH3CH2CH2CH2Li → Li2C2 + 2 CH3CH2CH2CH3

வேதிப்பண்புகள்
இலித்தியம் கார்பைடு நீராற்பகுப்புக்கு உட்பட்டு உடனடியாக அசிட்டிலீனை உருவாக்குகிறது:

Li2C2 + 2H2O → 2LiOH + C2H2

இலித்தியம் கார்பைடு திரவ அம்மோனியாவில் உள்ள அசிட்டிலீனுடன் விரைவாக வினைபுரிந்து இலித்தியம் ஐதரசன்  அசிடைலைடின் தெளிவான கரைசலை அளிக்கிறது.

Li+[−C≡C−]Li+ + HC≡CH → 2 Li+[−C≡CH]

இந்த வழியில் வினையாக்கியைத் தயாரிப்பது சில சமயங்களில் இலித்தியம் மற்றும் அசிட்டிலீனிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் வினைப்பொருளைக் காட்டிலும் எத்தினைலேற்றம் செய்வது உற்பத்தியை மேம்படுத்துகிறது.

கட்டமைப்பு
இலித்தியம் கார்பைடு என்பது ஓர் உடையும் குழு தனிமங்களின் துணைக்குழு நிலை சேர்மமாகும். இது [Li+]2[−C≡C−] என்ற வாய்பாட்டைக் கொண்ட உப்பாக உள்ளது. இதன் வினைத்திறன், பொருத்தமான ஒற்றைப் படிகங்களை வளர்ப்பதில் உள்ள சிரமத்துடன் இணைந்து, படிக அமைப்பைக் கண்டறிவதை கடினமாக்கியுள்ளது. ரூபிடியம் பெராக்சைடு (Rb2O2) மற்றும் சீசியம் பெராக்சைடு (Cs2O2) போன்ற சேர்மங்களின் சிதைந்த எதிர் புளோரைடு படிக அமைப்பை இச்சேர்மம் ஏற்றுக்கொள்கிறது. ஒவ்வோர் இலித்தியம் அணுவும் 4 வெவ்வேறு அசிட்டைலைடு அயனிகளில் இருந்து வரும் ஆறு கார்பன் அணுக்களால் சூழப்பட்டுள்ளன.  இரண்டு அசிட்டைலைடுகள் ஒருங்கிணைக்கும் பக்கவாட்டிலும் மற்ற இரண்டும் முடிவிலிருந்தும் வருகின்றன. 120 பைக்கோமீட்டர் என்ற ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய C-C தூரம் C≡C முப்பிணைப்பு இருப்பதைக் குறிக்கிறது. அதிக வெப்பநிலையில் இலித்தியம் கார்பைடு ஒரு கனசதுர எதிர் புளோரைட்டு கட்டமைப்பிற்கு மாறுகிறது.

கதிரியக்கக் காலக்கணிப்பு பயன்
இதற்கு பல நடைமுறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.  CO2 வாயுவை உற்பத்தி செய்யும் மாதிரியை எரித்து பின்னர் இலித்தியத்துடன் வினைபுரியச்செய்வது ஒரு முறையாகும். கார்பன் கொண்ட மாதிரியை இலித்தியம் உலோகத்துடன் நேரடியாக வினைபுரியச் செய்வது இதர முறைகளாகும். இரண்டு முறையிலும் விளைவு ஒன்றுதான்: Li2C2 தயாரிக்கப்படுகிறது. பின்னர் இது அசிட்டிலீன் மற்றும் பென்சீன் போன்ற நிறை நிறமாலையில் பயன்படுத்த எளிதான இனங்களை உருவாக்க பயன்படுகிறது. செயல்முறையின்போது இவ்வினையில் இலித்தியம் நைட்ரைடு உருவாகலாம். இது நீராற்பகுப்பின் போது அம்மோனியாவை உருவாக்கி  அசிட்டிலீன் வாயுவை மாசுபடுத்தும் என்பதை கவனத்திற் கொள்ளவேண்டும்.

மேற்கோள்கள்

இலித்தியம் சேர்மங்கள்
கார்பைடுகள்