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    碳、氮、硼與電負性比它們小的元素（除氫外）所形成的化合物，分別稱為碳化合物、氮化物、硼化物。它們與電負性大的元素所形成的二元化合物，如CO₂、NO、BCl₃等，一般稱為氧化合物、氯化合物等。

    與氫化物類似，按價鍵的特征它們可分為三類：離子型、共價型和金屬型。

離子型碳化物、氮化物、硼化物
    碳、氮與活潑金屬元素形成的碳化物、氮化物是離子型的，如CaC₂、Li₃N、Mg₃N₂等。在CaC₂中，含有［C≡C］^2-離子。它的熔點較高（2300℃），工業(yè)產(chǎn)品稱作電石。用水或酸處理碳化鈣時，可以得到重要的工業(yè)原料乙炔

CaC₂+2H₂O=C₂H₂↑+Ca(OH)₂

    Li₃N、Mg₃N₂等氮化合物可直接由金屬在氮氣中加熱而制得。它們極易與水作用并放出氨氣。如

Mg₃N₂+6H₂O＝3Mg(OH)₂↓＋2NH₃↑

    硼的電負性較小，不能形成離子型化合物。

共價型碳化物、氮化物、硼化物
    在共價型碳化合物中，最重要的是碳化硅（SiC）、碳化硼（B₄C）等。這些化合物屬于原子晶體，粒子間以極強的共價鍵相結(jié)合，因此熔點高（分別為2827℃，2350℃），硬度大。SiC的工業(yè)產(chǎn)品稱作金剛砂，是由石英和過量焦炭在電爐中加熱制得的。常用作磨料和制作砂輪或磨石的摩擦表面，又因為它能耐高溫，也可以作爐壁的襯里。B₄C是重要的工業(yè)磨料，工業(yè)上是由焦炭和氧化硼在電爐中反應制得的。
    BN是共價型型氮化物或硼化物的代表，是一種新型的無機合成材料。在873K時，B₂O₃與NH₃反應可制得氮化硼（BN），也可由氮與硼直接化合而成。BN有三種晶型：
    （1）無定型（類似于無定型炭）。
    （2）六方晶型（類似于石墨），是層狀結(jié)構(gòu)，與石墨結(jié)構(gòu)類似，常為白色粉末，有“白色石墨”之稱，用作固體潤滑劑，比石墨更耐高溫；它又稱為白石墨，是一種優(yōu)良的耐高溫潤滑劑。
    （3）立方晶型（類似于金剛石），其硬度可與金剛石相比，常用作鉆頭和切削材料、高溫耐磨材料。

金屬型碳化物、氮化物、硼化物
    碳、氮、硼、氫不能以離子鍵或共價鍵與d區(qū)金屬形成離子型或共價型化合物，但它們的原子半徑小，能溶于某些d區(qū)元素，如鈦、鋯、釩、鉭、鉻、鉬、鎢、錳、鐵等，形成固溶體（原金屬晶格的形式不變）。當這些元素的含量超過溶解極限時，在適宜條件下則量變引起質(zhì)變，形成金屬型化合物，也稱為間隙化合物（原金屬晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式的金屬晶格）。例如Fe₃C、TiN、Cr₂B。與金屬型氫化物相似，這類化合物的共同特點是，具有金屬光澤，能導熱導電，熔點高，硬硬度大，但脆性也大。例如，過渡金屬的氮化物如TiN、ZrN、Mn₅N₂、W₂N₃，氮原子填充在金屬結(jié)構(gòu)的間隙中合金的結(jié)構(gòu)沒有變，具有金屬的外形，且更充實了，所以性質(zhì)更穩(wěn)定，一般不易與水、酸起反應，不被空氣中的氧所氧化，熱穩(wěn)定性高，能導電并具有高熔點，適合用于作高強度的材料。
    與離子型和共價型化合物不同，間隙化合物的化學式是不符合正常的化合價規(guī)則的。間隙化合物本身還能溶解它的組成元素而形成以間隙化合物為溶劑的固溶體，因而其成分可以在一定范圍內(nèi)變化。例如，碳化鈦的成分可在 TiC_0.5～TiC之間變動。
    金屬型碳化物是許多合金鋼的重要成分，對合金鋼的性能有較大影響。例如，一般的工具鋼（包括合金工具鋼）刀具，當溫度高達300℃以上時硬度就顯著降低，使切削過程不能進行。但高速鋼（又稱作鋒鋼）刀具，當溫度接近600℃時，仍能保持著足夠的硬度和耐磨性，因而在較高的切削速度下，仍能進行切削，并提高了壽命。這主要是由于在高速鋼中含有大量的鎢、鉬、釩等碳化物的緣故。
    碳化物和氮化物、硼化物對于鋼的表面有重要意義。把碳、氮和硼等滲入低碳鋼的表層，能使鋼的表層具有高硬度和耐磨性，而其內(nèi)部仍能保持塑性和韌性。
    順便指出，第ⅣB～ⅥB族金屬與碳、氮、硼等所形成的間隙化合物，由于硬度和熔點特別高，因而統(tǒng)稱為硬質(zhì)合金。例如，YG6是WC94％，Co6％（Co用作“黏結(jié)劑”）的鎢鈷硬質(zhì)合金，YT14是含WC78％，TiC14％，Co8％的鎢鉆硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金即使在1000~1100℃還能保持其硬度。硬質(zhì)合金刀具的切削速度比高速鋼刀具高4～7倍或更多，所以硬質(zhì)合金是制造高速切削和鉆探等工具主要部分的優(yōu)良材料。