Nitrid lithný - Lithium nitride

Nitrid lithný
Jednotkový model kuličkového a tyčkového nitridu lithia
__ Li +      __ N 3−
Struktura Li3N.svg
Krystalová struktura nitridu lithného.
Jména
Preferovaný název IUPAC
Nitrid lithný
Ostatní jména
Trilithium nitrid
Identifikátory
3D model ( JSmol )
ČEBI
ChemSpider
Informační karta ECHA 100,043,144 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
1156
  • InChI = 1S/3Li.N
    Klíč: IDBFBDSKYCUNPW-UHFFFAOYSA-N
  • InChI = 1S/3Li.N/q ;;+1; -1
    Klíč: AJUFTLIHDBAQOK-UHFFFAOYSA-N
  • [Li] N ([Li]) [Li]
  • [Li+]. [Li] [N-] [Li]
Vlastnosti
Li 3 N.
Molární hmotnost 34,83 ​​g/mol
Vzhled červená, fialová pevná látka
Hustota 1,270 g / cm 3
Bod tání 813 ° C (1495 ° F; 1086 K)
reaguje
log P 3.24
Struktura
viz text
Nebezpečí
Hlavní nebezpečí reaguje s vodou a uvolňuje amoniak
Piktogramy GHS GHS02: HořlavýGHS05: Žíravý
Signální slovo GHS Nebezpečí
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 (ohnivý diamant)
0
2
Související sloučeniny
Jiné anionty
Oxid lithný
Jiné kationty
Nitrid sodný Nitrid
draselný
Související sloučeniny
Amid
lithný Imid lithný
Pokud není uvedeno jinak, jsou údaje uvedeny pro materiály ve standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N. ověřit  ( co je to   ?) šekY☒N.
Reference na infobox

Lithium nitrid je sloučenina se vzorcem Li 3 N. Je to jediné stabilní soli alkalických kovů nitrid. Pevná látka má červeno-růžovou barvu a vysokou teplotu tání.

Příprava a manipulace

Nitrid lithný se připravuje přímou kombinací elementárního lithia s plynným dusíkem :

6 Li + N 2 → 2 Li 3 N.

Místo toho, aby spalování kovového lithia v atmosféře dusíku se roztok lithia v tekutém sodného kovu mohou být léčeni N 2 . Nitrid lithný prudce reaguje s vodou za vzniku amoniaku :

Li 3 N + 3 H 2 O → 3 LiOH + NH 3

Struktura a vlastnosti

alfa -Li 3 N (stabilní při pokojové teplotě a tlaku) má neobvyklý krystalickou strukturu, která se skládá ze dvou typů vrstev, jeden list má složení Li 2 N - obsahuje 6 souřadnici N center a druhá deska se skládá pouze z lithia kationtů . Jsou známy další dvě formy: beta -nitrid lithný, vytvořený z alfa fáze při 4 200 barech (4 100 atm), má strukturu arsenidu sodného (Na 3 As); gama -nitrid lithia (stejná struktura jako Li 3 Bi) se tvoří z beta formy při 35 až 45 gigapascalech (350 000 až 440 000 atm).

Nitrid lithný vykazuje iontovou vodivost pro Li + s hodnotou c. 2 × 10 −4 Ω −1 cm −1 a (intrakrystalová) aktivační energie c. 0,26 eV (c. 24 kJ/mol). Dopování vodíku zvyšuje vodivost, zatímco doping kovovými ionty (Al, Cu, Mg) jej snižuje. Aktivační energie pro přenos lithia přes krystaly nitridu lithného (interkrystalická) byla stanovena jako vyšší při c. 68,5 kJ/mol. Alfa forma je polovodič s mezerou pásma c. 2,1 eV.

Reakcí s vodíkem při teplotě nižší než 300 ° C (tlak 0,5 MPa) vzniká hydrid lithný a amid lithný .

Nitrid lithný byl zkoumán jako skladovací médium pro plynný vodík , protože reakce je při 270 ° C reverzibilní. Bylo dosaženo až 11,5% hmotnostních absorpce vodíku.

Reakcí nitridu lithného s oxidem uhličitým vzniká amorfní nitrid uhlíku (C 3 N 4 ), polovodič , a kyanamid lithný (Li 2 CN 2 ), prekurzor hnojiv , v exotermické reakci.

Reference

  1. ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2. vyd.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  2. ^ E. Döneges „Nitrid lithný“ v Příručce preparativní anorganické chemie , 2. vydání. Editoval G. Brauer, Academic Press, 1963, New York. Sv. 1. str. 984.
  3. ^ Barker MG; Blake AJ; Edwards PP; Gregory DH; Hamor TA; Siddons DJ; Smith SE (1999). „Nové vrstvené nitridonickeláty lithia; účinek koncentrace neobsazeného Li na geometrii koordinace N a oxidační stav Ni“. Chemical Communications (13): 1187–1188. doi : 10,1039/a902962a .
  4. ^ a b Walker, G, ed. (2008). Solid-State Hydrogen Storage: Materials and Chemistry . §16.2.1 Nitrid lithia a vodík: historická perspektiva.
  5. ^ Lapp, Torben; Skaarup, Steen; Hooper, Alan (říjen 1983). „Iontová vodivost čistého a dopovaného Li 3 N“. Solid State Ionics . 11 (2): 97–103. doi : 10,1016/0167-2738 (83) 90045-0 .
  6. ^ Boukamp, ​​BA; Huggins, RA (6. září 1976). „Vodivost lithiumiontů v nitridu lithia“. Fyzika Písmena A . 58 (4): 231–233. Bibcode : 1976PhLA ... 58..231B . doi : 10,1016/0375-9601 (76) 90082-7 .
  7. ^ Boukamp, ​​BA; Huggins, RA (leden 1978). „Rychlá iontová vodivost v nitridu lithia“. Bulletin materiálového výzkumu . 13 (1): 23–32. doi : 10,1016/0025-5408 (78) 90023-5 .
  8. ^ Goshome, Kiyotaka; Miyaoka, Hiroki; Yamamoto, Hikaru; Ichikawa, Tomoyuki; Ichikawa, Takayuki; Kojima, Yoshitsugu (2015). „Syntéza amoniaku nerovnovážnou reakcí nitridu lithného za podmínek toku vodíku“ . Materiálové transakce . 56 (3): 410–414. doi : 10,2320/matertrans.M2014382 .
  9. ^ Ping Chen; Zhitao Xiong; Jizhong Luo; Jianyi Lin; Kuang Lee Tan (2002). „Interakce vodíku s nitridy a amidy kovů“. Příroda . 420 (6913): 302–304. Bibcode : 2002Natur.420..302C . doi : 10,1038/příroda01210 . PMID  12447436 . S2CID  95588150 .
  10. ^ Yun Hang Hu, Yan Huo (12. září 2011). „Rychlá a exotermická reakce CO 2 a Li 3 N na pevné materiály obsahující C – N“. The Journal of fyzikální chemie A . The Journal of Physical Chemistry A 115 (42), 11678-11681. 115 (42): 11678–11681. Bibcode : 2011JPCA..11511678H . doi : 10,1021/jp205499e . PMID  21910502 .
  11. ^ Darren Quick (21. května 2012). „Chemická reakce pohlcuje CO 2 a produkuje energii ... a další užitečné věci“ . NewAtlas.com . Citováno 17. dubna 2019 .

Viz také

NH 3
N 2 H 4
On (N 2 ) 11
Li 3 N. Buď 3 N 2 BN β-C 3 N 4
G-C 3 N 4
C x N y
N 2 N x O y NF 3 Ne
Na 3 N. Mg 3 N 2 AlN Si 3 N 4 PN
P 3 N 5
S x N y
SN
S 4 N 4
NCl 3 Ar
K 3 N. Ca 3 N 2 ScN Cín VN CrN
Cr 2 N
Mn x N y Fe x N y Ošidit Ni 3 N. CuN Zn 3 N 2 GaN Ge 3 N 4 Tak jako Se NBr 3 Kr
Rb Sr 3 N 2 YN ZrN NbN β-Mo 2 N Tc Ru Rh PdN Ag 3 N. CdN Hospoda Sn Sb Te NI 3 Xe
Čs Ba 3 N 2   Hf 3 N 4 Opálení WN Re Os Ir Pt Au Hg 3 N 2 TlN Pb Zásobník Po Na Rn
Fr Ra 3 N 2   Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Los Angeles CeN PrN Nd Odpoledne Sm Eu GdN Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Ac Th Pa U 2 N 3 Np Pu Dopoledne Cm Bk Srov Es Fm Md Ne Lr