二炭化リチウムのソースを表示

{{Chembox
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|  ImageFile = lithium carbide.png
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|   ImageName = Wireframe model of lithium carbide
|  PIN = Lithium carbide
|  SystematicName = Dilithium(1+) ethyne
|  OtherNames = Dilithium acetylide<br />
Lithium dicarbon<br />
Lithium percarbide
| Section1 = {{Chembox Identifiers
|  InChI1 = 1/C2.2Li/c1-2;;/q-2;2*+1
| InChIKey1 = ARNWQMJQALNBBV-UHFFFAOYAB
| CASNo_Ref = {{cascite|correct|??}}
| CASNo = 1070-75-3
|  ChemSpiderID = 59503
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| EINECS = 213-980-1
| PubChem = 66115
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| StdInChI = 1S/C2.2Li/c1-2;;/q-2;2*+1
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| StdInChIKey = ARNWQMJQALNBBV-UHFFFAOYSA-N
| SMILES = [Li+].[Li+].[C-]#[C-]
|  InChI = 1S/C2.2Li/c1-2;;/q-2;2*+1
|  InChIKey = ARNWQMJQALNBBV-UHFFFAOYSA-N}}
| Section2 = {{Chembox Properties
|   Formula = {{chem|Li|2|C|2}}
|   MolarMass = 37.9034 g/mol
|   Density = 1.3 g/cm<sup>3</sup><ref>{{cite journal | title = Zur Kenntnis des Lithiumacetylids |author1=R. Juza |author2=V. Wehle |author3=H.-U. Schuster | journal = Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie | year = 1967 | volume = 352 | pages = 252 | doi = 10.1002/zaac.19673520506 | issue = 5–6}}</ref> 
|   Solubility = 反応
|   SolubleOther = 有機溶媒に不溶
|   MeltingPt = > 550°C
|   BoilingPt = }}
}}
'''二炭化リチウム'''(にたんかリチウム、Lithium carbide)または'''ジリチウムアセチリド'''(dilithium acetylide)は、[[リチウム]]と[[炭素]]からなる[[化合物]]で、[[金属アセチリド]]である。[[放射性炭素年代測定]]の際に中間体として生成する。二炭化リチウム(Li<sub>2</sub>C<sub>2</sub>)は、リチウムの豊富なLi<sub>4</sub>C、Li<sub>6</sub>C<sub>2</sub>、Li<sub>8</sub>C<sub>3</sub>、Li<sub>6</sub>C<sub>3</sub>、Li<sub>4</sub>C<sub>3</sub>、Li<sub>4</sub>C<sub>5</sub>や、[[黒鉛層間化合物]]であるLiC<sub>6</sub>、LiC<sub>12</sub>、LiC<sub>18</sub>等を含む、非常に広範なリチウム-炭素化合物のうちの1つである。二炭化リチウムは、リチウムが豊富な化合物の中で熱力学的に最も安定であり<ref name=rev1>{{cite journal|last1=Ruschewitz|first1=Uwe|title=Binary and ternary carbides of alkali and alkaline-earth metals|journal=Coordination Chemistry Reviews|date=September 2003|volume=244|issue=1–2|pages=115–136|doi=10.1016/S0010-8545(03)00102-4}}</ref>、元素から直接得られる唯一のものである。1896年に[[石炭]]と[[炭酸リチウム]]を反応させた[[アンリ・モアッサン]]により最初に合成された<ref>H. Moissan Comptes Rendus hebd. Seances Acad. Sci. 122, 362 (1896)</ref>。
:<chem>Li2CO3 + 4C->Li2C2 + 3CO   </chem>

その他のリチウムが豊富な化合物は、リチウム蒸気と[[四塩化炭素]]等の[[有機塩素化合物]]を反応させることで得られる。

==合成と化学==
研究室においては、[[アセチレン]]を-40℃で、金属リチウムの[[アンモニア#液体アンモニア|液体アンモニア]]溶液で処理することにより、Li<sub>2</sub>C<sub>2</sub>・C<sub>2</sub>H<sub>2</sub>・2NH<sub>3</sub>の付加物が得られる。これを室温の[[水素]]流の中で分解すると、二炭化リチウムの白色粉末が得られる。
:<chem>C2H2 + 2Li -> Li2C2 + H2</chem>

この方法で作られたサンプルは、通常、結晶性が低い。結晶サンプルは、融解リチウムと[[グラファイト]]を1000℃以上で反応させることにより得られる。[[二酸化炭素]]と融解リチウムの反応でも生成する。
:<chem>10Li + 2CO2 -> Li2C2 + 4Li2O   </chem>

他の方法としては、金属リチウムを[[エチレン]]蒸気中で加熱することでもできる。
:<chem>6Li + C2H4 -> Li2C2 + 4LiH</chem>

[[加水分解]]されると、アセチレンを形成する。
:<chem>Li2C2 + 2H2O -> 2LiOH + C2H2</chem>

[[水素化リチウム]]は400℃でグラファイトと反応し、二炭化リチウムを形成する。
:<chem>2LiH + 4C  ->  Li2C2 + C2H2</chem>

また、[[テトラヒドロフラン]]または[[ジエチルエーテル]]を溶媒として用いて[[n-ブチルリチウム]]をエチレンと反応させることでも形成される。この反応は急速に、かなりの[[発熱反応|発熱]]を伴いながら進行する。
:<chem>{C2H2} + 2BuLi ->[\ce{Et2O\ or\ THF}] {Li2C2} + 2C4H10</chem>

液体アンモニア中で、アセチレンと急速に反応し、[[リチウムアセチリド]]の透明な溶液を作る。
LiC≡CLi + HC≡CH → 2 LiC≡CH

==構造==
[[ジントル相]]の化合物で、[[塩 (化学)|塩]]2Li<sup>+</sup>C<sub>2</sub><sup>2-</sup>として存在する。[[単結晶]]形成の難しさと反応性の高さから、結晶構造の決定は難しいが、[[過酸化ルビジウム]]や[[過酸化セシウム]]と似た、歪んだanti-fluorite結晶構造を取る。各々のリチウム原子は、2つは面を残りの2つは端を共有した4つの異なるアセチリド由来の6つの炭素原子に囲まれている<ref name=rev1 /><ref>{{cite journal|last1=Juza|first1=Robert|last2=Opp|first2=Karl|title=Metallamide und Metallnitride, 24. Mitteilung. Die Kristallstruktur des Lithiumamides|journal=Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie|date=November 1951|volume=266|issue=6|pages=313–324|doi=10.1002/zaac.19512660606|language=German}}</ref>。観察されるC-C間距離は120pmで、C三C[[三重結合]]の存在を示唆している。高温では、cubic anti-fluorite結晶構造に可逆的に変化する<ref>{{cite journal |author1=U. Ruschewitz |author2=R. Pöttgen | title = Structural Phase Transition in {{chem|Li|2|C|2}} | journal = Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie | volume = 625 | issue = 10 | pages = 1599–1603 | doi = 10.1002/(SICI)1521-3749(199910)625:10<1599::AID-ZAAC1599>3.0.CO;2-J | year = 1999}}</ref>。

==放射性炭素年代測定への利用==
サンプルを燃やして生じた二酸化炭素をリチウムと反応させるものや炭素を含むサンプルを直接金属リチウムと反応させるもの等、方法にはいくつかあるが<ref>{{cite journal | author = Swart E.R. | title = The direct conversion of wood charcoal to lithium carbide in the production of acetylene for radiocarbon dating | journal = Cellular and Molecular Life Sciences | doi = 10.1007/BF02146038 | year = 1964 | volume = 20 | pages = 47–48| s2cid = 31319813 }}</ref>、結果は同じで、二炭化リチウムが生じる。その後、これをアセチレンや[[ベンゼン]]等の、[[質量分析]]に利用しやすい分子種を作るのに用いる。同時に[[窒化リチウム]]も生じ、これは水素化するとアンモニアとなり、アセチレンガスの不純物となる。

==出典==
{{reflist}}

{{リチウムの化合物}}
{{DEFAULTSORT:にたんかりちうむ}}
[[Category:リチウムの化合物]]
[[Category:炭化物]]
[[Category:アセチリド]]