直鏈乙炔碳

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。

基本介紹

  • 中文名：直鏈乙炔碳
  • 外文名：Linear Acetylenic Carbon
  • 別稱：卡拜
  • 類型：線型碳
簡介,基本信息,結構,物理性質,化學性質,反應,合成方法,套用,碳的同素異形體,參見,

簡介

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

基本信息

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

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，碳碳單鍵和三鍵交替。

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。

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碳活性中間體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。

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]）。

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]，然後再讓其與草醯溴或Br2-PPh3和三苯基膦反應。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。

套用

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。塑膠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。

碳的同素異形體

碳的同素異形體指的是碳元素的同素異形體，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；碳納米管卻是只有一個方向前後延伸的各向異性材料。

參見

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