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直鏈乙炔碳

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直鏈乙炔碳(Linear Acetylenic Carbon),也稱卡拜(Carbyne)、線型碳(Linear carbon),碳的一種同素異形體,具有-(C三C)n-類型的結構。
中文名
直鏈乙炔碳
外文名
Linear Acetylenic Carbon
別    名
卡拜
類    型
線型碳

直鏈乙炔碳簡介

直鏈乙炔碳(Linear Acetylenic Carbon),也稱卡拜(Carbyne)、線型碳(Linear carbon)。

直鏈乙炔碳基本信息

系統名
Methylidyne
別名
λ-1-Carbane
Carbon(I) hydride
Carbyne
Methylyne
識別
3315-37-5
10605713
[CH]
7801830
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

直鏈乙炔碳結構

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,碳碳單鍵三鍵交替。

直鏈乙炔碳物理性質

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 [1] 

直鏈乙炔碳化學性質

直鏈乙炔碳(Carbyne)是擁有三個自由電子的電中性單價活性中間體HC及其衍生物(如EtO2C-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。

直鏈乙炔碳反應

卡拜可以與金屬離子結合形成金屬卡拜配合物(如[WBr(CO)2(2,2'-bipy)C-Ar]和[WBr(CO)2(PPh3)2C-NR2])。

直鏈乙炔碳合成方法

這類化合物的一種合成方法是讓W(CO)6與二異丙基氨基鋰(LDA)反應產生[(Pr2N)(OLi)C=W(CO)5],然後再讓其與草酰溴或Br2-PPh3三苯基膦反應。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。

直鏈乙炔碳應用

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。塑料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。

直鏈乙炔碳碳的同素異形體

碳的同素異形體指的是元素的同素異形體,即純碳元素所能構成的各種不同的分子結構。包括了:
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;碳納米管卻是隻有一個方向前後延伸的各向異性材料。

直鏈乙炔碳參見

參考資料
  • 1.    Chemistry of carbynes: reaction of CF, CCl, and CBr with alkenes B. P. Ruzsicska, A. Jodhan, H. K. J. Choi, O. P. Strausz, T. N. Bell; J. Am. Chem. Soc.; 1983; 105(8); 2489-2490.