碳化鈹

碳化鈹（化學式：Be₂C）是一種金屬碳化物。與金剛石類似，它是一種硬度很大的化合物。^[1] 它的硬度與金剛砂相當，可以在高壓下進行加工，製成耐磨材料。這是一種透明的晶體，由於體系中的痕量碳難以除去，它的顏色可由琥珀色變化到深棕色。^[2]

碳化鈹
IUPAC名 Beryllium carbide
識別
CAS號	506-66-1  Y
PubChem	68173
ChemSpider	61480
SMILES	[Be][C][Be]
EINECS	208-050-7
性質
化學式	CBe2
摩爾質量	30.04 g·mol−1
外觀	黃色晶體
密度	1.90 g cm-3（15 °C）
熔點	2100 °C（2373 K）（分解）
結構
晶體結構	反螢石型 (立方)，cF12
空間群	Fm3m, No. 225
晶格常數	a = 434.2pm
配位幾何	四面體 (Be2+)；八面體 (C4–)
相關物質
相關化學品	二氧化碳 二硒化碳 二硫化碳
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

結構

碳化鈹為反螢石型晶體結構，形式上是甲烷的簡單取代衍生物。因為C^4-離子堆積形成的空隙很小，所以實際上只有半徑很小的Be²⁺能形成M₂C型碳化物，同族的其他元素鎂、鈣等由於Mg²⁺和Ca²⁺的半徑較大，只能形成MC₂型乙炔衍生物。^[2]

製備

碳化鈹可以由金屬鈹與碳單質在超過900°C的高溫下共熱來製備，也可以在超過1500°C的條件下用碳還原氧化鈹來得到它：

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

該反應的溫度控制非常重要，溫度太低不能反應，太高的話碳化鈹會分解成石墨和金屬鈹^[3]。

性質

碳化鈹在水中非常緩慢地水解：

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

正因為這樣，用碳化鈹作高溫材料時必須塗上金屬或含硅的釉，以免與大氣中的水蒸氣作用。^[2]

分解速率在無機酸存在下加快，因為氧化鈹溶解促進了反應向正方向進行：

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

然而，在熱的濃鹼中反應非常迅速，產生鹼金屬的鈹酸鹽和甲烷：

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

碳化鈹與鹵素反應生成鹵化鈹和碳^[4]：

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

其他碳化鈹

鈹粉與乾燥的乙炔在450°C下反應可以生成BeC₂^[2]。

參見

• 碳化物