কার্বাইড

রসায়নে কার্বাইড বলতে সাধারণত কার্বন এবং ধাতু দ্বারা গঠিত যৌগকে বুঝায়। ধাতুবিদ্যায় কার্বাইডিং বা কার্বুরাইজিং হল ধাতব টুকরাতে কার্বাইডের প্রলেপ দেওয়ার প্রক্রিয়া। গ্রুপ ৪, ৫ এবং ৬ অবস্থান্তর ধাতুর (ক্রোমিয়াম বাদে) কার্বাইডসমূহকে প্রায়শই অন্তর্দেশীয় যৌগ হিসাবে বর্ণনা করা হয়। এই কার্বাইডসমূহে ধাতব বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এটি অনমনীয়। কিছু স্ফটিক ত্রুটির কারণে উদ্ভূত বিভিন্ন কার্বাইডসমূহ একটি নন-স্টোইচিওমিট্রিক মিশ্রণ হিসাবে স্টোইচিওমিট্রিগুলির একটি পরিসীমা প্রদর্শন করে। তাদের মধ্যে কিছু যেমন, টাইটানিয়াম কার্বাইড, TiC এবং টাংস্টেন কার্বাইড শিল্পক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ এবং আবরিত সরঞ্জামগুলিতে ধাতব আবরণ দিতে ব্যবহৃত হয়। দীর্ঘ-অধিষ্ঠিত মতামতটি হল যে, ধাতব পরমানুর ব্যাসার্ধ আনুমানিক ১৩৫ পিকোমিটারের চেয়ে বেশি হলে একটি গাঢ়-সন্নিবিষ্ট ধাতব ঝাঁঝরির অষ্টতলকীয় গহ্বরে কার্বন পরমাণু লাগসই হয়: যখন ধাতব পরমাণুগুলি ঘনক আকারে গাঢ়-সন্নিবিষ্ট (সিসিপি) থাকে, তারপরে সমস্ত অষ্টতলকীয় গহ্বরকে কার্বন দিয়ে পূর্ণ করে খনিজ লবণের কাঠামোর সাথে ১:১ স্টোইচিওমিট্রি গঠন অর্জন করে। ধাতব পরমাণুগুলি যখন ষড়ভুজ আকারে গাঢ়-সন্নিবিষ্ট (এইচসিপি) হয় যেমন অষ্টতলকীয় গহ্বর ধাতব পরমাণুর স্তরটির উভয় পাশের একে অপরের বিপরীতে থাকে, কেবলমাত্র কার্বন দিয়ে এই দুটি পূরণ করে CdI2 কাঠামোর সাথে ২:১ স্টোচিওমেট্রি গঠন অর্জন করে। নিম্নলিখিত সারণীতে ধাতুসমূহের প্রকৃত গঠন এবং তাদের কার্বাইডসমূহ দেখানো হয়েছে। কার্বাইডসমূহকে সাধারণত রাসায়নিক বন্ধনের ধরন দ্বারা শ্রেণিবিন্যাস করা হয়: (i) লবণের মতো (আয়নিক), (ii) সমযোজী যৌগ, (iii) অবস্থান্তর যৌগ এবং (iv) "ইন্টারমিডিয়েট" পরিবৃত্তি ধাতব কার্বাইড। উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে ক্যালসিয়াম কার্বাইড (CaC2), সিলিকন কার্বাইড (SiC), টাংস্টেন কার্বাইড (WC; প্রায়শই বলা হয়, কেবলমাত্র কার্বাইড যখন মেশিন টুলিংয়ে উল্লেখ করা হয়) এবং সিমেন্টাইট (Fe3C), প্রতিটিই মূল শিল্পক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। আয়নিক কার্বাইডসমূহের নামকরণ পদ্ধতিগত নয়। লবণের মতো কার্বাইডসমূহ ক্ষার ধাতু, মৃৎ ক্ষার ধাতু এবং স্ক্যান্ডিয়াম, ইট্রিয়াম এবং ল্যান্থানাম সহ গ্রুপ ৩ এর ধাতুর মতো উচ্চ ধনাত্মক পদার্থের সমন্বয়ে গঠিত। গ্রুপ ১৩ এর অ্যালুমিনিয়াম কার্বাইড গঠন করে তবে গ্যালিয়াম, ইন্ডিয়াম এবং থ্যালিয়াম তা গঠন করে না। এই উপাদানসমূহের বিচ্ছিন্ন কার্বন কেন্দ্রগুলিকে মিথানাইড বা মেথাইড এ প্রায়শই "C4−" হিসাবে বর্ণনা করা হয়; অ্যাসিটাইলাইড এ দ্বি-পরমাণু একক "C2−2"; এবং অ্যালাইডে তিন-পরমাণু একক "C4−3"। পটাশিয়াম এবং গ্রাফাইটের বাষ্প থেকে প্রস্তুত গ্রাফাইট আন্তঃকেলাস যৌগ KC8 এবং C60 এর ক্ষার ধাতুর ব্যুৎপন্নসমূহকে সাধারণত কার্বাইড হিসাবে শ্রেণিবদ্ধ করা হয় না। মিথেনাইড কার্বাইডসমূহের একটি উপসেট যা পানি উৎপাদনকারী মিথেনের বিশ্লেষণ হওয়ার প্রবণতা দ্বারা পৃথক করা হয়। তিনটি উদাহরণ হল অ্যালুমিনিয়াম কার্বাইড Al4C3, ম্যাগনেসিয়াম কার্বাইড Mg2C এবং বেরিলিয়াম কার্বাইড Be2C। বেশ কয়েকটি কার্বাইড অ্যাসিটাইলাইড অ্যানায়ন C22– (যাকে পারকার্বাইডও বলা হয়) এর লবণ বলে ধরে নেওয়া হয়, এদের দুটি কার্বন পরমাণুর মধ্যে ত্রি-বন্ধন রয়েছে। ক্ষার ধাতু, মৃৎ ক্ষার ধাতু এবং ল্যান্থানয়েড ধাতু এসিটাইলাইড গঠন করে, যেমন সোডিয়াম কার্বাইড Na2C2, ক্যালসিয়াম কার্বাইড CaC2 এবং LaC2। ল্যান্থানাইডগুলি M2C3 রাসায়নিক সংকেত সহ কার্বাইড (সিস্কুইকার্বাইড, নীচে দেখুন) গঠন করে। গ্রুপ ১১ এর ধাতুসমূহ এসিটাইলাইড গঠন করে, যেমন কপার(I) এসিটাইলাইড এবং সিলভার এসিটাইলাইড। অ্যাক্টিনাইড মৌলসমূহের কার্বাইডসমূহ যাদের স্টোইচিওমেট্রি MC2 এবং M2C3 রয়েছে, এছাড়াও C2− 2 এর লবণের মতো ডেরাইভেটিভ হিসাবে বর্ণনা করা হয়। বহুপরমাণুক আয়নকে C4− 3 কখনো কখনো অ্যালাইডাইড বলা হয়, এটি Li4C3 এবং Mg2C3 তে পাওয়া যায়। আয়নটি রৈখিক এবং CO2 সহ আইসোইলেক্ট্রনিক। Mg2C3-তে C-C দূরত্ব ১৩৩.২ পিকোমিটার। Mg2C3 হাইড্রোলাইসিসে মিথাইলঅ্যাসিটিলিন CH3CCH এবং প্রোপাডাইন CH2CCH2 উৎপন্ন করে, প্রথমে মনে করা হতো এটিতে C4− 3 রয়েছে। যদিও বস্তুত কার্বনের সকল যৌগ কিছু সমযোজী চরিত্র প্রদর্শন করে তবে সিলিকন এবং বোরনের কার্বাইডসমূহকে "সমযোজী কার্বাইড" হিসাবে বর্ণনা করা হয়। সিলিকন কার্বাইড দুটি অনুরূপ স্ফটিকাকার গঠন আছে, উভয়ই হীরার গঠনের সাথে সম্পর্কিত। অন্যদিকে বোরন কার্বাইড B4C এর একটি অস্বাভাবিক গঠন রয়েছে যার মধ্যে কার্বন পরমাণুর সাথে যুক্ত আইকোসাহেড্রাল বোরন একক রয়েছে। বোরন কার্বাইড বোরন সমৃদ্ধ বোরাইডসমূহেরে অনুরূপ বলে ধরা হয়। সিলিকন কার্বাইড (কার্বোরাউন্ডাম নামেও পরিচিত) এবং বোরন কার্বাইড উভয়ই খুবই কঠিন পদার্থ এবং অনমনীয়। উভয় পদার্থই শিল্পক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ। বোরন অন্যান্য সমযোজ কার্বাইডও গঠন করে, যেমন B25C। C যুক্ত ধাতব জটিলসমূহ ধাতব কার্বাইডো জটিল হিসাবে পরিচিত। বেশিরভাগই সাধারণ কার্বন-কেন্দ্রিক অষ্টতলকীয় গুচ্ছ, যেমন [Au6C(PPh3)6]2+ এবং [Fe6C(CO)6]2−। অনুরূপ প্রজাতিসমূহ ধাতব কার্বোনাইল এবং প্রাথমিক ধাতব হ্যালাইডসমূহের জন্য পরিচিত। কয়েকটি প্রান্তীয় কার্বাইড বিচ্ছিন্ন করা হয়েছে যেমন, [CRuCl2{P(C6H11)3}2]। ধাতব কার্বোহেড্রাইন (বা "মেট-কার") হল সাধারণ সংকেত M 8C 12 সহ স্থিতিশীল গুচ্ছ, এখানে M একটি অবস্থান্তর ধাতু (Ti, Zr, V ইত্যাদি)। কার্বাইড ছাড়াও অনুরূপ কার্বন যৌগের অন্যান্য গ্রুপ বিদ্যমান রয়েছে: গ্রাফাইট আন্তঃকেলাশন যৌগ ক্ষারীয় ধাতব ফ্লোরাইড এন্ডোহেড্রাল ফুলেরেন, যেখানে ধাতব পরমাণু ফুলেরিন অণুর মধ্যে আবদ্ধ থাকে মেটালাকার্বোহেড্রেন (মেট-কার) যা C2 একক যুক্ত গুচ্ছ যৌগ। সুরক্ষিত ন্যানোঝাঁঝরযুক্ত কার্বন, যেখানে ধাতব কার্বাইডের গ্যাস ক্লোরিনেশন ধাতব অণুগুলিকে সরিয়ে উচ্চ ঘনত্বের শক্তি সঞ্চয় করতে সক্ষম একটি উচ্চ ঝাঁঝরযুক্ত, প্রায়-বিশুদ্ধ কার্বন উপাদান তৈরি করে। অবস্থান্তর ধাতব কার্বিন জটিল। দ্বিমাত্রিক অবস্থান্তর ধাতব কার্বাইড কাপ্পা-কার্বাইড Kunst, Helmut; Haase, Brigitte; Malloy, James C.; Wittel, Klaus; Nestler, Montia C.; Nicoll, Andrew R.; Erning, Ulrich; Rauscher, Gerhard (২০০৬)। "Metals, Surface Treatment"। উলম্যানস এনসাইক্লোপিডিয়া অব ইন্ডাস্ট্রিয়াল কেমিস্ট্রি। ওয়েইনহেইম: উইলি-ভিসিএইচ। ডিওআই:10.1002/14356007.a16_403.pub2। উদ্ধৃতি টেমপ্লেট ইংরেজি প্যারামিটার ব্যবহার করেছে (link) টেমপ্লেট:Greenwood&Earnshaw1st Peter Ettmayer; Walter Lengauer (১৯৯৪)। "Carbides: transition metal solid state chemistry"। R. Bruce King। Encyclopedia of Inorganic Chemistry। John Wiley & Sons। আইএসবিএন 978-0-471-93620-6।  Shriver and Atkins — Inorganic Chemistry O.O. Kurakevych; T.A. Strobel; D.Y. Kim; G.D. Cody (২০১৩)। "Synthesis of Mg2C: A Magnesium Methanide"। Angewandte Chemie International Edition। 52 (34): 8930–8933। ডিওআই:10.1002/anie.201303463। পিএমআইডি 23824698।  Fjellvag H.; Pavel K. (১৯৯২)। "Crystal Structure of Magnesium Sesquicarbide"। Inorg. Chem.। 31 (15): 3260। ডিওআই:10.1021/ic00041a018।