Нитрид лития - Lithium nitride

Нитрид лития
Шариковая и стержневая модель элементарной ячейки из нитрида лития
__ Ли+      __ N3−
Структура Li3N.svg
Кристаллическая структура нитрида лития.
Имена
Предпочтительное название IUPAC
Нитрид лития
Другие имена
Нитрид трилития
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.043.144 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 247-475-2
1156
Характеристики
Ли3N
Молярная масса34,83 ​​г / моль
Внешностькрасный, фиолетовый твердый
Плотность1,270 г / см3
Температура плавления 813 ° С (1495 ° F, 1086 К)
реагирует
бревно п3.24
Структура
см текст
Опасности
Главный опасностиреагирует с водой с выделением аммиак
Пиктограммы GHSGHS02: ЛегковоспламеняющийсяGHS05: Коррозийный
Сигнальное слово GHSОпасность
H260, H314, H318
P223, P231 + 232, P260, P264, P280, P301 + 330 + 331, P303 + 361 + 353, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P310, P321, P335 + 334, P363, P370 + 378, P402 + 404, P405, P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
Родственные соединения
Другой анионы
Оксид лития
Другой катионы
Нитрид натрия
Родственные соединения
Литий амид Литий имид
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Нитрид лития это сложный с формула Ли3N. Это единственная конюшня щелочной металл нитрид. Твердое вещество имеет красновато-розовый цвет и высокую температуру плавления.[1]

Подготовка и обращение

Нитрид лития получают прямым сочетанием элементарных литий с азот газ:[2]

6 Li + N2 → 2 ли3N

Вместо сжигания металлического лития в атмосфере азота раствор лития в жидкости натрий металл можно обрабатывать N2.Нитрид лития бурно реагирует с воды производить аммиак:

Ли3N + 3 H2О → 3 LiOH + NH3

Структура и свойства

альфа-Li3N (стабильный при комнатной температуре и давлении) имеет необычную кристаллическую структуру, состоящую из двух типов слоев, один лист имеет состав Li2N− содержит 6-координатных N центров, а другой лист состоит только из катионов лития.[3] Известны две другие формы: бета-Нитрид лития, образованный из альфа-фазы при 4200 барах (4100 атм), имеет арсенид натрия (Na3As) структура; гамма-Нитрид лития (та же структура, что и Li3Bi) образуется из бета-формы при давлении от 35 до 45 гигапаскалей (от 350 000 до 440 000 атм).[4]

Литий нитрид показывает ионная проводимость для Ли+, со значением c. 2 × 10−4Ω−1см−1, и (внутрикристаллическая) энергия активации c. 0,26 эВ (около 24 кДж / моль). Легирование водородом увеличивает проводимость, а легирование ионами металлов (Al, Cu, Mg) снижает ее.[5][6] Было определено, что энергия активации переноса лития через кристаллы нитрида лития (межкристаллитные) выше при c. 68,5 кДж / моль.[7] Альфа-форма представляет собой полупроводник с шириной запрещенной зоны c. 2,1 эВ.[4]

Реакция с водород при температуре ниже 300 ° C (давление 0,5 МПа) производит гидрид лития и амид лития.[8]

Нитрид лития был исследован как носитель информации за водород газ, так как реакция обратима при 270 ° C. Достигнуто поглощение водорода до 11,5% по массе.[9]

Реакция нитрида лития с диоксидом углерода приводит к аморфный нитрид углерода (C3N4), а полупроводник, и литий цианамид (Ли2CN2), предшественник удобрения, в экзотермической реакции.[10][11]

Рекомендации

  1. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  978-0-08-037941-8.
  2. ^ Э. Дёнегес «Нитрид лития» в Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, Нью-Йорк. Vol. 1. п. 984.
  3. ^ Баркер М. Г .; Блейк А. Дж .; Эдвардс П. П .; Грегори Д. Х .; Hamor T. A .; Сиддонс Д. Дж .; Смит С. Э. (1999). «Новые слоистые нитридоникелаты лития; влияние концентрации вакансий Li на геометрию координации N и степень окисления Ni». Химические коммуникации (13): 1187–1188. Дои:10.1039 / a902962a.
  4. ^ а б Уокер, G, изд. (2008). Твердотельное хранение водорода: материалы и химия. §16.2.1 Нитрид лития и водород: историческая перспектива.
  5. ^ Лапп, Торбен; Скааруп, Стин; Хупер, Алан (октябрь 1983 г.). «Ионная проводимость чистого и легированного Li3N ". Ионика твердого тела. 11 (2): 97–103. Дои:10.1016/0167-2738(83)90045-0.
  6. ^ Boukamp, ​​B.A .; Хаггинс, Р. А. (6 сентября 1976 г.). «Литий-ионная проводимость в нитриде лития». Письма о физике A. 58 (4): 231–233. Дои:10.1016/0375-9601(76)90082-7.
  7. ^ Boukamp, ​​B.A .; Хаггинс, Р. А. (январь 1978 г.). «Быстрая ионная проводимость в нитриде лития». Бюллетень материаловедения. 13 (1): 23–32. Дои:10.1016/0025-5408(78)90023-5.
  8. ^ Гошоме, Киётака; Мияока, Хироки; Ямамото, Хикару; Итикава, Томоюки; Итикава, Такаюки; Кодзима, Ёсицугу (2015). «Синтез аммиака посредством неравновесной реакции нитрида лития в условиях потока водорода». Материалы Сделки. 56 (3): 410–414. Дои:10.2320 / matertrans.M2014382.
  9. ^ Пинг Чен; Чжитао Сюн; Цзичжун Ло; Цзяньи Линь; Куанг Ли Тан (2002). «Взаимодействие водорода с нитридами и амидами металлов». Природа. 420 (6913): 302–304. Дои:10.1038 / природа01210. PMID  12447436.
  10. ^ Юн Ханг Ху, Ян Хо (12 сентября 2011 г.). «Быстрая и экзотермическая реакция CO2 и Ли3N в C – N-содержащие твердые материалы ». Журнал физической химии A. Журнал физической химии, 115 (42), 11678-11681. 115 (42): 11678–11681. Дои:10.1021 / jp205499e.
  11. ^ Даррен Квик (21 мая 2012 г.). "Химическая реакция поглощает CO2 производить энергию ... и другие полезные вещи ». NewAtlas.com. Получено 17 апреля 2019.

Смотрите также

Соли и ковалентные производные нитрид ион
NH3
N2ЧАС4		Курицы2)11
Ли3NБыть3N2BNβ-C3N4
g-C3N4
CИксNу		N2NИксОуNF3Ne
Na3NMg3N2AlNSi3N4PN
п3N5		SИксNу
SN
S4N4		NCl3Ar
KCa3N2ScNБанкаVNCrN
Cr2N		MnИксNуFeИксNуПротивNi3NCuNZn3N2GaNGe3N4В качествеSeNBr3Kr
Руб.Sr3N2YNZrNNbNβ-Mo2NTcRURhPdNAg3NCdNГостиницаSnSbTeNI3Xe
CSБа3N2 Hf3N4TaNWNReОперационные системыIrPtAuHg3N2TlNPbBiNПоВRn
ПтРа3N2 RfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvЦOg
↓
ЛаCeNPrNdВечераСмЕвропаGdNTbDyХоЭТмYbЛу
AcЧтПаООНNpПуЯвляюсьСмBkCfEsFMМкрНетLr