Τοκαρβίδιο του λιθίου (αγγλικά: lithium carbide)[1] είναι δυαδική χημική ένωσητουλιθίουκαιτουάνθρακα, μεχημικό τύποLi2C2. Πιο συγκεκριμένα είναι ένα ακετυλενίδιο. Είναι μια ενδιάμεση ένωση που παράγεται κατά τη διάρκεια της ραδιοχρονολόγησης με άνθρακα. Τοκαρβίδιοτου λιθίου ανήκει σε ένα (σχετικά) εκτεταμένο σύνολο ενώσεων άνθρακα και λιθίου, που συμπεριλαμβάνουν τα ακόλουθα καρβίδια:
Ανθρακούχο τετραλίθιο (Li4C).
Διανθρακούχο εξαλίθιο (Li6C2).
Τριανθρακούχο οκταλίθιο (Li8C3).
Τριανθρακούχο εξαλίθιο (Li6C3).
Τριανθρακούχο τετραλίθιο (Li4C3).
Πεντανθρακούχο τετραλίθιο (Li4C5).
Υπάρχουν επίσης καιοι ακόλουθες «ενώσεις παρεμβολής» σεγραφίτη:
Γραφιτιούχο λίθιο (LiC6).
Διγραφιτιούχο λίθιο (LiC12).
Τριγραφιτιούχο λίθιο (LiC18).
Το καρβίδιο του λιθίου είναι ηπιοθερμοδυναμικά σταθερή δυαδική ένωση άνθρακα - λιθίου εμπλουτισμένη σε λίθιο[2]και είναι η μόνη από αυτές που μπορεί να ληφθεί με απευθείας αντίδρασητωνστοιχείωνπουτην αποτελούν. Για πρώτη φορά παράχθηκε από τονΜοϊσσέν, το1896[3], με αντίδραση άνθρακα καιανθρακικού λιθίου:
Οι άλλες γνωστές ενώσεις δυαδικές άνθρακα - λιθίου παράγονται με αντίδραση μεταλλικού λίθίου καιτου αντίστοιχου πολυχλωριωμένου υδρογονάνθρακα. Π.χ., το ανθρακούχο τετραλίθιο (Li4C) παράγεται με μεταλλικού επίδραση λιθίου σετετραχλωράνθρακα (CCl4):
Μερικές φορές, ιδιαίτερα σε αγγλόφωνα συγγράμματα, γίνεται σύγχυση μεταξύ του καρβιδίου του λιθίου (lithium carbide, Li2C2) καιτουανθρακικού λιθίου (lithium carbonate, Li2CO3), εξαιτίας της σχετικής ομοιότητας των ονομάτων.
Το καρβίδιο του λιθίου είναι ένα άλαςπου μπορεί να τυποποιηθεί μετη μορφή Li+−C≡C−Li+. Σε υψηλές θερμοκρασίες, το καρβίδιο του λιθίου μετατρέπεται αντιστρεπτά σεκυβική δομή αντιφθοριδίου[4].
Το καρβίδιο του λιθίου είναι μια ένωση φάσης Ζίντι (Zintl phase) και υπάρχει ως ένα άλας 2Li+C22-. Η (υψηλή) χημική του δραστικότητα, σε συνδυασμό μετη δυσκολία ανάπτυξης κατάλληλων απλών κρυστάλλων, έχει καταστήσει δυσχερή τον καθορισμό της κρυσταλλικής δομήςτου. Υιοθετεί μια κρυσταλλική δομή διεστραμμένου αντιφθορίτη, παρόμοια με αυτήν τουυπεροξείδιου του ρουβιδίου (Rb2O2) καιτουυπεροξείδιου του καισίου (Cs2O2). Κάθε κατιόν λιθίου περικυκλώνεται από έξι (6) άτομα άνθρακα τεσσάρων (4) διαφορετικών διανιόντων ακετυλενιδίου (C22-), μεταδυονα διατάσονται κάθετα καιτα άλλα δυο οριζόντια.[2][5]Η παρατηρούμενη διατομική απόσταση των ατόμων άνθρακα (C-C) ανέρχεται σε 120 pm, δείχνοντας την παρουσία τριπλού δεσμού (C ≡ C). Σε υψηλές θερμοκρασίες η κρυσταλλική δομή μεταμορφώνεται αντιστρεπτά σεμιακυβική δομή αντιφθορίτη.[6]
Στοεργαστήριο, δείγματα καρβιδίου του λιθίου μπορούν να παραχθούν επιδρώντας αιθίνιο σε διάλυμα μεταλλικού λιθίου σεαμμωνία (NH3) στους -40°C, που οδηγεί αρχικά στην παραγωγή του συμπλόκου Li2C2 • C2H2 • 2NH3. Το τελευταίο, διασπάται στηθερμοκρασία δωματίου (20°C), εκλύοντας ένα ρεύμα διυδρογόνου (H2) και δίνοντας καρβίδιο του λιθίου σε μορφή λευκής σκόνης. Η αναλυτική απόδοση των σχετικών στοιχειομετρικών εξισώσεων είναι η ακόλουθη:[7]
Τα δείγματα που παράγονται με αυτόν τον τρόπο γενικά είναι φτωχικά κρυσταλλωμένα.
Μια ακόμη δυνατότητα παραγωγής καρβιδίου του λιθίου είναι η επίδραση λιθίου σεδιχλωραιθίνιο[8]:
Κρυσταλλικά δείγματα καρβιδίου του λιθίου μπορούν να παραχθούν μεαντίδραση ανάμεσα σετήγμα μεταλλικού λιθίου καιγραφίτησε θερμοκρασίες άνω των 1000°C:
Μια άλλη μέθοδο παραγωγής καρβιδίου του λιθίου αποτελεί η επίδραση διοξειδίου του άνθρακα (CO2) σε τήγμα λιθίου:
Ακόμη μία μέθοδο παραγωγής καρβιδίου του λιθίου αποτελεί η θέρμανση μεταλλικού λιθίου σε ατμόσφαιρα αιθενίου ή αιθινίου:
ή
Επίσης, τουδρίδιο του λιθίου (LiH) αντιδρά με γραφίτη στους 400°C, σχηματίζοντας καρβίδιο του λιθίου:
Τέλος, καρβίδιο του λιθίου μπορεί να σχηματιστεί με επίδραση βουτυλολιθίου (BuLi) σε αιθίνιο, μετη χρήση THF ή |Et2O| ως διαλύτη:
Η κυριότερη χημική ιδιότητα του καρβιδίου του λιθίου είναι η ταχύτατη υδρόλυσήτου, από την οποία συμπαράγονται αιθίνιο καιυδροξείδιο του λιθίου (LiOH):
Υπάρχουν αρκετές μεθοδοι που μπορούν να εφαρμοστούν, σύμφωνα με κάποιες από τις οποίες το δείγμα καίγεται, παράγοντας διοξείδιο του άνθρακα, που αντιδρά με λίθιο. Σύμφωνα με κάποιες άλλες, το ανθρακούχο δείγμα αντιδρά απευθείας με μεταλλικό λίθιο[9]. Το αποτέλεσμα καιτωνδυο παραπάνω μεθόδων είναι το ίδιο: η παραγωγή καρβιδίου του λιθίου, από το οποίο μπορούν να ληφθούν ενώσεις που είναι εύκολο να μετρηθούν κατά μάζα, όπως το αιθίνιο ή καιτοβενζόλιο[10]. Παρουσία αζώτου, μπορεί να συμπαραχθεί αζίδιο του λιθίου (Li3N), πουμετη σειρά του παράγει αμμωνία (NH3), όταν υδρολυθεί, «μολύνοντας» το επίσης αέριο αιθίνιο. Αυτή η πηγή συστηματικού σφάλματος πρέπει να συνυπολογισθεί, ώστε το αποτέλεσμα να διορθωθεί κατάλληλα.
↑Juza, Robert; Opp, Karl (November 1951). «Metallamide und Metallnitride, 24. Mitteilung. Die Kristallstruktur des Lithiumamides» (στα German). Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie266 (6): 313–324. doi:10.1002/zaac.19512660606.
![{\displaystyle \mathrm {2Li+2NH_{3}{\xrightarrow[{-H_{2}\uparrow }]{-40^{o}C}}2LiNH_{2}{\xrightarrow {+2C_{2}H_{2}}}C_{2}H_{2}\cdot Li_{2}C_{2}\cdot 2NH_{3}{\xrightarrow {20^{o}C}}C_{2}H_{2}+Li_{2}C_{2}+2NH_{3}} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/671aebb36bc92660ebd9e631c921ef15a5d8856a)
