Большая Советская Энциклопедия (КА)

К. представляют собой многостадийные образования, формирующиеся в интервале температур от 600 до 300° С. К. ранних стадий состоят из кальцита, диопсида или форстерита, биотита или флогопита, апатита и магнетита и обогащены Ti, Zr, Ta, Nb, U.

К. поздних стадий сложены на 80—95% доломитом или анкеритом и кальцитом, реже сидеритом, стронцианитом, содержат щелочные амфиболы , серпентин, ферроферрифлогопит, эгирин, хлорит, эпидот; характерно появление сульфидов — пирита, пирротина и др., также флюорита, барита, магнетита, рутила, пирохлора, луэшита, колумбита, ферсмита, бербанкита, бастнезита, паризита, карбоцернаита, анкилита и др. Характеризуются высокой концентрацией Sr, Ba, F, Nb, Ce, Th, Pb, Zn, Mo.

К. и сопутствующие им породы представляют важный тип месторождений полезных ископаемых. С ними связаны крупные месторождения флогопита и вермикулита (Ковдор, Гулинское в СССР), железа (Ковдор в СССР; Пхалаборва в ЮАР), фосфора (Пхалаборва в ЮАР; Сукулу в Уганде и др.), богатые месторождения руд ниобия (Араша, Бразилия; Луэш, Заир; Ока, Канада и др.), также месторождения тантала (Нкомбва, Замбия), циркония (Пхалаборва, ЮАР), редких земель (Мрима, Кения), меди (Пхалаборва, ЮАР), флюорита (Тагна, СССР), цементного и известковистого сырья (Тороро и Сукулу, Уганда). Кроме того, возможно извлечение из некоторых месторождений барита и стронцианита. В условиях гипергенеза на К. развивается кора выветривания, содержание полезных компонентов в которой (апатита, пирохлора, бастнезита и др.) повышается в 3—5 раз по сравнению с коренными породами.

Лит.: Гинзбург А. И. [и др.], Редкометальные карбонатиты, в кн.: Геология месторождений редких элементов, в. 1, М., 1958; Гинзбург А. И., Эпштейн Е. М., Карбонатитовые месторождения, в кн.: Генезис эндогенных рудных месторождений, М., 1968; Смирнов В. И., Геология полезных ископаемых, 2 изд., М., 1969; Карбонатиты, под ред. О. Таттла и Дж. Гиттинса, [пер. с англ.], М., 1969; Heinrich Е. W., The geology of carbonatites, Chi., 1966.

А. И. Гинзбург.

Карбонаты

Карбона'ты, соли угольной кислоты H₂ CO₃ . Различают нормальные (средние) К., с анионом СО₃^2- (например, KHCO₃ ), кислые К. (гидрокарбонаты или бикарбонаты), с анионом НСО^– ₃ (например, КНСОз) и основные К. [например, Cu₂ (OH)₂ СО_з — минерал малахит]. В воде растворимы только нормальные К. щелочных металлов, аммония и таллия. В результате значительного гидролиза растворы их показывают щелочную реакцию. Наиболее трудно растворимы нормальные К. кальция, стронция, бария и свинца (2-валентного). Кислые К. хорошо растворимы в воде. При нагревании К., как правило, разлагаются (CaCO₃= CaO + CO₂ ) ещё до достижения точки плавления; исключение представляют К. щелочных металлов и таллия. Гидрокарбонаты при нагревании переходят в нормальные К. (2NaHCO₃ = Na₂ CO₃ + H₂ O + CO₂ ). Сильными кислотами нормальные и кислые К. разлагаются с выделением CO₂ (K₂ CO₃ + H₂ SO₄ = K₂ SO₄ + H₂ O + CO₂ ). В природе нормальные К. широко распространены, составляя одну из групп минералов (см. Карбонаты природные ). Некоторые природные, нормальные и основные, К. являются весьма ценными металлическими рудами; таковы К. цинка, свинца, меди, железа, марганца и др. Нерудное сырьё — известняк CaCO₃ , магнезит MgCO₃ , витерит BaCO₃ употребляют в строительном деле, в производстве огнеупоров, в химической промышленности и т.д. Из синтетических К. в технике широко применяется сода (Na₂ CO₃ и NaHCO₃ ) и в меньшей степени — поташ K₂ CO₃ . Гидрокарбонаты выполняют важную физиологическую роль, являясь буферными веществами (см. Буферные системы ). Об отдельных К. см. Бария карбонат ,Калия карбонат , Кальция карбонат , Магния карбонат , Натрия карбонат и др.

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 Me_m (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 ]₂ Zn. 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	tкип , °С	tпл , °С	Плотность (при 20 °С), г/см^3	Раство- римость в воде
Fe(CO)5	103	—20	1,455	—
Со(СО)4	—	51	1,827	не раст- ворим
Ni(CO)4	43	—19	1,310	низкая
Ru(CO)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: