Нитрид лития - Lithium nitride

Нитрид лития
Шариковая и стержневая модель элементарной ячейки из нитрида лития
__ Li +      __ N 3−
Структура Li3N.svg
Кристаллическая структура нитрида лития.
Имена
Предпочтительное название IUPAC
Нитрид лития
Другие имена
Нитрид трилития
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.043.144 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
1156
  • InChI = 1S / 3Li.N
    Ключ: IDBFBDSKYCUNPW-UHFFFAOYSA-N
  • InChI = 1S / 3Li.N / q ;; + 1; -1
    Ключ: AJUFTLIHDBAQOK-UHFFFAOYSA-N
  • [Ли] Н ([Ли]) [Ли]
  • [Ли +]. [Ли] [Н -] [Ли]
Характеристики
Ли 3 Н
Молярная масса 34,83 ​​г / моль
Появление красный, фиолетовый твердый
Плотность 1,270 г / см 3
Температура плавления 813 ° С (1495 ° F, 1086 К)
реагирует
журнал P 3,24
Состав
см. текст
Опасности
Основные опасности реагирует с водой с выделением аммиака
Пиктограммы GHS GHS02: ЛегковоспламеняющийсяGHS05: Коррозийный
Сигнальное слово GHS Опасность
H260 , H314 , H318
P223 , P231 + 232 , Р260 , Р264 , Р280 , Р301 + 330 + 331 , P303 + 361 + 353 , Р304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P321 , P335 + 334 , P363 , P370 + 378 , P402 + 404 , P405 , P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
0
2
Родственные соединения
Другие анионы
Оксид лития
Другие катионы
Нитрид натрия Нитрид
калия
Родственные соединения
Амид
лития Имид лития
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Нитрид лития представляет собой соединение с формулой Li 3 N. Это единственный стабильный нитрид щелочного металла . Твердое вещество имеет красновато-розовый цвет и высокую температуру плавления.

Подготовка и обращение

Нитрид лития получают прямым соединением элементарного лития с газообразным азотом :

6 Li + N 2 → 2 Li 3 N

Вместо сжигания металлического лития в атмосфере азота раствор лития в жидком металлическом натрии можно обработать N 2 . Нитрид лития бурно реагирует с водой с образованием аммиака :

Li 3 N + 3 H 2 O → 3 LiOH + NH 3

Структура и свойства

альфа- Li 3 N (стабильный при комнатной температуре и давлении) имеет необычную кристаллическую структуру, состоящую из двух типов слоев, один лист имеет состав Li 2 N - содержит 6-координатные N-центры, а другой лист состоит только из катионов лития. . Известны две другие формы: бета- нитрид лития, образованный из альфа-фазы при 4200 барах (4100 атм), имеет структуру арсенида натрия (Na 3 As); гамма- нитрид лития (такая же структура, как у Li 3 Bi) образуется из бета-формы при давлении от 35 до 45 гигапаскалей (от 350 000 до 440 000 атм).

Нитрид лития показывает ионную проводимость для Li + со значением c. 2 × 10 -4 Ом -1 см -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. Энергия активации переноса лития через кристаллы нитрида лития (межкристаллитные) выше при c. 68,5 кДж / моль. Альфа-форма представляет собой полупроводник с шириной запрещенной зоны c. 2,1 эВ.

Взаимодействие с водородом в менее чем 300 ° С (0,5 МПа давления) производит гидрид лития и амид лития .

Нитрид лития был исследован как среда для хранения газообразного водорода , так как реакция обратима при 270 ° C. Достигнуто поглощение водорода до 11,5% по массе.

Взаимодействие нитрида лития с диоксидом углерода приводит к экзотермической реакции аморфного нитрида углерода (C 3 N 4 ), полупроводника и цианамида лития (Li 2 CN 2 ), предшественника удобрений .

использованная литература

  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 Справочнике по препаративной неорганической химии , 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, Нью-Йорк. Vol. 1. п. 984.
  3. ^ Баркер MG; Блейк Эй Джей; Эдвардс П.П.; Грегори Д.Х. Hamor TA; Сиддонс ди-джей; Смит С.Е. (1999). «Новые слоистые нитридоникелаты лития; влияние концентрации вакансий Li на координационную геометрию N и степень окисления Ni». Химические коммуникации (13): 1187–1188. DOI : 10.1039 / a902962a .
  4. ^ a b 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 Li 3 N». Ионика твердого тела . 11 (2): 97–103. DOI : 10.1016 / 0167-2738 (83) 90045-0 .
  6. ^ Букамп, BA; Хаггинс, РА (6 сентября 1976 г.). «Литий-ионная проводимость в нитриде лития». Физика Буквы A . 58 (4): 231–233. Полномочный код : 1976PhLA ... 58..231B . DOI : 10.1016 / 0375-9601 (76) 90082-7 .
  7. ^ Букамп, BA; Хаггинс, РА (январь 1978 г.). «Быстрая ионная проводимость в нитриде лития». Бюллетень материаловедения . 13 (1): 23–32. DOI : 10.1016 / 0025-5408 (78) 90023-5 .
  8. ^ Goshome, Kiyotaka; 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. DOI : 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. Bibcode : 2002Natur.420..302C . DOI : 10,1038 / природа01210 . PMID  12447436 . S2CID  95588150 .
  10. Юнь Ханг Ху, Ян Хо (12 сентября 2011 г.). «Быстрая и экзотермическая реакция CO 2 и Li 3 N в твердые материалы, содержащие C – N». Журнал физической химии . Журнал физической химии A 115 (42), 11678-11681. 115 (42): 11678–11681. Bibcode : 2011JPCA..11511678H . DOI : 10.1021 / jp205499e . PMID  21910502 .
  11. Даррен Квик (21 мая 2012 г.). «Химическая реакция поглощает CO 2 для производства энергии ... и других полезных вещей» . NewAtlas.com . Проверено 17 апреля 2019 года .

Смотрите также

NH 3
N 2 H 4
Он (N 2 ) 11
Ли 3 Н Be 3 N 2 BN β-C 3 N 4
г-C 3 N 4
C x N y
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
К 3 Н Ca 3 N 2 ScN Банка VN CrN
Cr 2 N
Mn x N y Fe x N y Против Ni 3 N CuN Zn 3 N 2 GaN Ge 3 N 4 В качестве Se NBr 3 Kr
Руб. Sr 3 N 2 YN ZrN NbN β-Mo 2 N Tc RU Rh PdN Ag 3 N CdN Гостиница Sn Sb Te NI 3 Xe
CS Ba 3 N 2   Hf 3 N 4 TaN WN Re Операционные системы Ir Pt Au Hg 3 N 2 TlN Pb BiN По В Rn
Пт Ra 3 N 2   Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Ур. Ц Og
Ла CeN PrN Nd Вечера См ЕС GdN Tb Dy Хо Э Тм Yb Лу
Ac Чт Па U 2 N 3 Np Пу Являюсь См Bk Cf Es FM Мкр Нет Lr