碳化铍

碳化铍（化学式：Be₂C）是一种金属碳化物。与金刚石类似，它是一种硬度很大的化合物。^[1] 它的硬度与金刚砂相当，可以在高压下进行加工，制成耐磨材料。这是一种透明的晶体，由于体系中的痕量碳难以除去，它的颜色可由琥珀色变化到深棕色。^[2]

碳化铍
IUPAC名 Beryllium carbide
识别
CAS号	506-66-1
PubChem	68173
ChemSpider	61480
SMILES	[Be][C][Be]
EINECS	208-050-7
性质
化学式	CBe2
摩尔质量	30.04 g·mol^−1
精确质量	30.024364270 g mol^-1
外观	黄色晶体
密度	1.90 g cm^-3（15 °C）
熔点	2100 °C（2373 K）（分解）
结构
晶体结构	反萤石型 (立方)，cF12
空间群	Fm3m, No. 225
晶格常数	a = 434.2pm
配位几何	四面体 (Be^2+)；八面体 (C^4–)
相关物质
相关化学品	二氧化碳 二硒化碳 二硫化碳
若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。

结构

碳化铍为反萤石型晶体结构，形式上是甲烷的简单取代衍生物。因为C^4-离子堆积形成的空隙很小，所以实际上只有半径很小的Be²⁺能形成M₂C型碳化物，同族的其他元素镁、钙等由于Mg²⁺和Ca²⁺的半径较大，只能形成MC₂型乙炔衍生物。^[2]

制备

碳化铍可以由金属铍与碳单质在超过900°C的高温下共热来制备，也可以在超过1500°C的条件下用碳还原氧化铍来得到它：

${\displaystyle {\rm {\ 2BeO+3C\rightarrow Be_{2}C+2CO}}}$ 

该反应的温度控制非常重要，温度太低不能反应，太高的话碳化铍会分解成石墨和金属铍^[3]。

性质

碳化铍在水中非常缓慢地水解：

${\displaystyle {\rm {\ Be_{2}C+2H_{2}O\rightarrow 2BeO+CH_{4}}}}$ 

正因为这样，用碳化铍作高温材料时必须涂上金属或含硅的釉，以免与大气中的水蒸气作用。^[2]

分解速率在无机酸存在下加快，因为氧化铍溶解促进了反应向正方向进行：

${\displaystyle {\rm {\ Be_{2}C+4H^{+}\rightarrow 2Be^{2+}+CH_{4}}}}$ 

然而，在热的浓碱中反应非常迅速，产生碱金属的铍酸盐和甲烷：

${\displaystyle {\rm {\ Be_{2}C+4OH^{-}+2H_{2}O\rightarrow 2Be(OH)_{4}^{2-}+CH_{4}}}}$ 

碳化铍与卤素反应生成卤化铍和碳^[4]：

${\displaystyle {\rm {\ Be_{2}C+2F_{2}\rightarrow 2BeF_{2}+C}}}$ 

其他碳化铍

铍粉与干燥的乙炔在450°C下反应可以生成BeC₂^[2]。

参见

• 碳化物

参考资料

1. American Elements website （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Retrieved June 11, 2009.
2. 张青莲. 《无机化学丛书》第二卷：铍、碱土金属、硼、铝、镓分族. 北京: 科学出版社. 1991年11月: P47–48. ISBN 7-03-002238-6. 
3. 张青莲. 《无机化学丛书》第三卷：碳、硅、锗分族. 北京: 科学出版社. 1991年11月: P28. ISBN 7-03-002238-6. 
4. C. L. Parsons: "The Chemistry and Literature of Beryllium", Chemical Publishing (1909), p. 26. Volltext

外部链接

• Encyclopedia Britannica （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Electrochemical Society article
• ASC website （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• article in Nature （页面存档备份，存于互联网档案馆）