CARBUROS DE METALES DE TRANSICI N
Páginas: 8 (1804 palabras)
Publicado: 18 de mayo de 2015
CARBUROS DE METALES DE TRANSICIÓN
1. INTRODUCCIÓN.
El Carbono forma compuestos binarios con la mayor parte de los elementos como por ejemplo Hidrógeno, Halógenos, metales y Calcógenos. Los compuestos binarios formados por Carbono y los elementos menos electronegativos (a excepción del Hidrógeno) reciben el nombre carburos.
2. CLASIFICACIÓN.
Se puede hacer una clasificación de carburosatendiendo al tipo de enlace presente en ellos. Siguiendo este criterio, los carburos se pueden clasificar en:
Carburos salinos. Son sólidos iónicos formados por Carbono y metales alcalinos, alcalinotérreos y aluminio (metales electropositivos). Pueden dividirse a su vez en:
Compuestos de intercalación de grafito (por ejemplo KC8)
Dicarburos o acetiluros (compuestos que contienen el anión C22-)Meturos: aquellos carburos que contienen ese anión C4- (por ejemplo Be2C y Al4C3)
Los carburos salinos tienen una elevada densidad electrónica en el Carbono, es por ello por lo que se oxidan y protonan con facilidad.
Carburos metaloideos. Sólidos covalentes duros formados por el Boro y el Silicio. Debido a que la mayor parte de los no metales son más electronegativos que el Carbono, hay pocos carburosde esta clase. El Carburo de Silicio, SiC, y el Carburo de Boro, B4C, son los ejemplos más comunes. Ambos compuestos son sólidos duros y con altos puntos de fusión.
Carburos metálicos. Son aquellos Carburos formados por elementos del bloque d. Tienen características propias de los metales como conductividad y lustre metálico.
Hay otros carburos de difícil caracterización por su inestabilidad opor su inexistencia como los formados por elementos finales del bloque de transición (grupos 11, 12, y 13) y metales de Pt. Los lantánidos y actínidos ocupan una posición intermedia en la clasificación de los carburos. Los primeros forman carburos ricos en metal de estequiometría M3C en los que los átomos de Carbono ocupan un tercio de los huecos octaédricos en la estructura tipo NaCl quepresentan. También los actínidos como por ejemplo Th, U, Pu forman monocarburos de fórmula general MC en los que todos los huecos octaédricos en la estructura tipo NaCl están ocupados.
A continuación se presenta en esta tabla periódica una distribución de los distintos tipos de carburos (se incluyen s compuestos moleculares de carbono, aunque no son carburos) .
Figura 1. Distribución de los carburos enla tabla periódica
3. ESTUDIO DE CARBUROS DE METALES DE TRANSICIÓN
Vamos a entrar en detalle en el estudio de los carburos de transición, también llamados intersticiales. Reciben este nombre debido a que los átomos de Carbono ocupan huecos octaédricos o intersticios en la red metálica formada por los átomos metálicos, normalmente metales de transición. Se puede pensar que es un enlace débil , perono es así, la dureza y otras propiedades de los carburos metálicos demuestran que el enlace metal-C presente es un enlace fuerte y ello lo corrobora el hecho de que muchos de estos carburos tienen mucha importancia desde el punte de vista comercial e industrial. Como por ejemplo el WC, utilizado en la fabricación de herramientas de corte de alta velocidad y moldes, o el Fe3C, llamado cementita,constituyente importante del acero y del hierro forjado.
El tamaño de los átomos de metal debe ser lo suficientemente grande para poder alojar en el hueco que genera al átomo de Carbono. El valor umbral para el radio del metal es 135 pm (en otros libros se habla de 130 pm).
Hacemos dos distinciones:
a) Si el radio es mayor de 135 pm la estructura de estos carburos intersticiales se puededescribir como una red de empaquetamiento compacto con los átomos de Carbono ocupando huecos octaédricos. En los carburos de estequiometría MC, los átomos metálicos adoptan una estructura empaquetamiento cúbico compacta ocupando el Carbono todos los huecos octaédricos. Ejemplo de estos carburos son TiC, WC (véase Figura 2). Si los carburos son de estequiometría M2C los átomos metálicos están en una red...
1. INTRODUCCIÓN.
El Carbono forma compuestos binarios con la mayor parte de los elementos como por ejemplo Hidrógeno, Halógenos, metales y Calcógenos. Los compuestos binarios formados por Carbono y los elementos menos electronegativos (a excepción del Hidrógeno) reciben el nombre carburos.
2. CLASIFICACIÓN.
Se puede hacer una clasificación de carburosatendiendo al tipo de enlace presente en ellos. Siguiendo este criterio, los carburos se pueden clasificar en:
Carburos salinos. Son sólidos iónicos formados por Carbono y metales alcalinos, alcalinotérreos y aluminio (metales electropositivos). Pueden dividirse a su vez en:
Compuestos de intercalación de grafito (por ejemplo KC8)
Dicarburos o acetiluros (compuestos que contienen el anión C22-)Meturos: aquellos carburos que contienen ese anión C4- (por ejemplo Be2C y Al4C3)
Los carburos salinos tienen una elevada densidad electrónica en el Carbono, es por ello por lo que se oxidan y protonan con facilidad.
Carburos metaloideos. Sólidos covalentes duros formados por el Boro y el Silicio. Debido a que la mayor parte de los no metales son más electronegativos que el Carbono, hay pocos carburosde esta clase. El Carburo de Silicio, SiC, y el Carburo de Boro, B4C, son los ejemplos más comunes. Ambos compuestos son sólidos duros y con altos puntos de fusión.
Carburos metálicos. Son aquellos Carburos formados por elementos del bloque d. Tienen características propias de los metales como conductividad y lustre metálico.
Hay otros carburos de difícil caracterización por su inestabilidad opor su inexistencia como los formados por elementos finales del bloque de transición (grupos 11, 12, y 13) y metales de Pt. Los lantánidos y actínidos ocupan una posición intermedia en la clasificación de los carburos. Los primeros forman carburos ricos en metal de estequiometría M3C en los que los átomos de Carbono ocupan un tercio de los huecos octaédricos en la estructura tipo NaCl quepresentan. También los actínidos como por ejemplo Th, U, Pu forman monocarburos de fórmula general MC en los que todos los huecos octaédricos en la estructura tipo NaCl están ocupados.
A continuación se presenta en esta tabla periódica una distribución de los distintos tipos de carburos (se incluyen s compuestos moleculares de carbono, aunque no son carburos) .
Figura 1. Distribución de los carburos enla tabla periódica
3. ESTUDIO DE CARBUROS DE METALES DE TRANSICIÓN
Vamos a entrar en detalle en el estudio de los carburos de transición, también llamados intersticiales. Reciben este nombre debido a que los átomos de Carbono ocupan huecos octaédricos o intersticios en la red metálica formada por los átomos metálicos, normalmente metales de transición. Se puede pensar que es un enlace débil , perono es así, la dureza y otras propiedades de los carburos metálicos demuestran que el enlace metal-C presente es un enlace fuerte y ello lo corrobora el hecho de que muchos de estos carburos tienen mucha importancia desde el punte de vista comercial e industrial. Como por ejemplo el WC, utilizado en la fabricación de herramientas de corte de alta velocidad y moldes, o el Fe3C, llamado cementita,constituyente importante del acero y del hierro forjado.
El tamaño de los átomos de metal debe ser lo suficientemente grande para poder alojar en el hueco que genera al átomo de Carbono. El valor umbral para el radio del metal es 135 pm (en otros libros se habla de 130 pm).
Hacemos dos distinciones:
a) Si el radio es mayor de 135 pm la estructura de estos carburos intersticiales se puededescribir como una red de empaquetamiento compacto con los átomos de Carbono ocupando huecos octaédricos. En los carburos de estequiometría MC, los átomos metálicos adoptan una estructura empaquetamiento cúbico compacta ocupando el Carbono todos los huecos octaédricos. Ejemplo de estos carburos son TiC, WC (véase Figura 2). Si los carburos son de estequiometría M2C los átomos metálicos están en una red...
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