Карбонаты природные

Карбона'ты приро'дные, группа широко распространённых минералов солей угольной кислоты HaCO3. В соединении с литофильными (Na, Ca, Mg, Sr, Ba, TR), а также халькофильными (Zn, Сu, Pb, Bi) элементами образуют более 80 природных соединений (минералов). В состав К. п. входят один или два главных катиона с добавочными анионами или без них. Основой структуры К. п. является плоский треугольник [СО3]2-, У которого углерод находится в тройной координации по отношению к атомам кислорода. Группы [СО3]2- изолированы и соединяются через катионы или дополнительные анионы (OH)-, F-, Cl-. Структура К. п. слоистая вследствие листового расположения группы [СО3]-2 (тип кальцита) или цепочечная [тип бастнезита Ce (CO3) F], когда группа [СО3]2- располагается по оси. Плоские группы [СО3]2- ориентированы либо в виде параллельных слоев и цепочек, либо по иной симметрии. Большинство К. п. кристаллизуется в ромбической, моноклинной и гексагональной (тригональной) системах. К. п. характеризуются твёрдостью от 3 до 5 по минералогической шкале, повышенной растворимостью в воде (особенно водные карбонаты щелочных металлов), лёгкой растворимостью в соляной кислоте, высоким двойным лучепреломлением, диссоциацией при нагревании. Цвет карбонатных минералов зависит от присутствия ионов-хромофоров. Карбонаты меди — зелёные и синие, урана — жёлтые, железа и редких земель — коричневые, кобальта и марганца — розовые, остальные бесцветны или слабо окрашены.

  К. п. образуются в разнообразных условиях: в осадочно-морских (в морских отложениях карбонаты кальция слагают огромные толщи известняков частью биогенного происхождения и доломитов), в гидротермальных рудных месторождениях (кальцит, сидерит, анкерит), в коре выветривания (магнезит), в метасоматических образованиях (магнезит, сидерит), в зоне окисления полиметаллических месторождений (малахит, азурит, смитсонит, церуссит). Магматогенным путём возникают карбонатиты, с которыми связаны месторождения апатита и редких земель. Многие К. п. (например, смитсонит, малахит, церуссит, стронцианит, сидерит и др.) используются как руда на Zn, РЬ, Bi, Ba, Sr, Cu, Fe, Мп, редкие земли и др. металлы, как сырьё для цементной и химической промышленности (например, доломит, магнезит) и как строительный материал (известняк, мрамор).

Карбонизация

Карбониза'ция, 1) насыщение какого-либо раствора углекислым газом CO2. Широко применяется в содовом производстве, строительстве, пивоваренном деле и др. 2) Неправильное название способа разрушения растительных материалов (соломы, репейника и т.п.), содержащихся в рунной шерсти, или разрушения растительных волокон в полушерсти. К. осуществляется обработкой материалов растворами кислот или кислых солей.

Карбонилы металлов

Карбони'лы мета'ллов, соединения металлов с окисью углерода общей формулы Mem(CO)n. Впервые (в 1890) был открыт карбонил никеля Ni(CO)4. С тех пор получены карбонилы многих металлов и некоторых неметаллов. В зависимости от числа атомов металла в молекуле К. м. могут быть «одноядерными» и «многоядерными»; известны также смешанные К. м., например [Co(CO)4]2Zn. О строении К. м. см. Комплексные соединения, Валентность.

  Карбонилы никеля, железа, осмия, рутения — жидкости; большинство других К. м. — кристаллические вещества. К. м. диамагнитны, весьма летучи, чрезвычайно токсичны. Для меди, серебра, золота известны лишь карбонилгалогениды, Me(CO)X, устойчивые только в атмосфере окиси углерода. При нагревании выше определённой температуры К. м. разлагаются с выделением окиси углерода и металла в мелкодисперсном состоянии. Физические свойства важнейших К. м. приведены в таблице. Указанные в таблице К. м. хорошо растворимы в органических растворителях.

Физические свойства некоторых карбонилов металлов

Карбо- нил ме- талла tкипtплг/см3 Раство- римость в воде 5 103 —20 1,455 — 4 — 51 1,827 не раст- ворим 4 43 —19 1,310 низкая 5 — —22 — не раст- ворим

  Общий способ получения К. м. заключается во взаимодействии окиси углерода с металлами или их солями при повышенных температурах и давлении. Наибольшее техническое значение имеют карбонилы никеля Ni(CO)4, кобальта Со(СО)4 и железа Fe(CO)3. Карбонилы применяют для получения чистых металлов, образующихся при их термическом разложении. Термическое разложение карбонилов кобальта, никеля и хрома используется для нанесения металлических покрытий, особенно на поверхности сложной формы. Карбопилы кобальта и никеля применяются в качестве катализаторов важных химических процессов. Их используют при синтезе карбоновых кислот и их производных из олефинов, акриловой кислоты из ацетилена, при гидроформилировании:

  К. м. — хорошие антидетонаторы моторного топлива, однако при их сгорании образуются трудноудаляемые окислы. Некоторые карбонилы используются для получения совершенно чистой окиси углерода.

  Лит.: Белозерский Н. А., Карбонилы металлов, М., 1958; Химия координационных соединений, ред. Дж. Бейлар, Д. Буш, пер. с англ., М., 1960, Химия металлоорганических соединении, под ред. Г. Цейсса, пер. с англ., М., 1964, с. 538—604.

  Н. А. Несмеянов.

Карбония ионы

Карбо'ния ио'ны, карбкатионы, молекулярные частицы, содержащие трёхковалентный положительно заряженный атом углерода. К. и. обладают высокой реакционной способностью и поэтому малоустойчивы (ср. Карбанионы). К. и. образуются:

  При гетеролитическом разрыве связи С — Х (электронная пара, осуществляющая эту связь, уходит вместе с группой X):

  Например, действие сильных кислот на трифенилкарбинол даёт соль трифенилметилкатиона:

(C6H5)3C—OH + H2SO4 Û (С6Н5)3С+ + НSО4- + H2O.

  Этот К. и. устойчив вследствие распределения положительного заряда между несколькими атомами углерода.

  При действии апротонных кислот на галогенпроизводные, например:

CCl4 + AICI3 Û CCI3+ + AICl4-.

  При присоединении протона или другого катиона по кратной связи:

(CH3)2C=CH2 + H+ Û (CH3)3C+