Lítium-nitrid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
Lítium-nitrid
Lithium-nitride-xtal-CM-3D-polyhedra.png
Kémiai azonosítók
CAS-szám 26134-62-3
PubChem 520242
EINECS-szám 247-475-2
ChEBI 30525
InChI
1/3Li.N
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet Li3N
Moláris tömeg 34,83 g/mol
Megjelenés vörös, bíbor színű szilárd anyag
Sűrűség 1.38 g/cm³[1]
Olvadáspont 845 °C[1]
Oldhatóság (vízben) reagál
Megoszlási hányados 3,24
Veszélyek
EU osztályozás Tűzveszélyes (F),
Maró (C)[2]
EU Index nincs listázva
Főbb veszélyek vízzel ammónia fejlődése közben reagál
R mondatok R11, R14, R34[2]
S mondatok S8, S20, S26, S30, S36/37/39, S45[2]
Rokon vegyületek
Azonos kation lítium-oxid
Azonos anion nátrium-nitrid
Rokon vegyületek lítium-amid
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A lítium-nitrid a lítium és nitrogén vegyülete, az egyetlen stabil alkálifém-nitrid. Képlete Li3N. Szilárd halmazállapotban vörös vagy bíbor színű anyag, olvadáspontja magas.

Kristályszerkezete[szerkesztés]

Lítium-nitrid kristályszerkezete

Az Li3N kristályszerkezete nem szokványos, benne kétféle réteg található. Az egyik fajta réteg grafitrácsra emlékeztet, ahol a hexagonális rácsot lítiumok alkotják, de a hatszögek közepe nem üres, hanem nitrogének ülnek bennük. A nitrogént alulról és felülről is egy-egy lítium fogja közre, ezek alkotják a másik fajta, csak lítiumból álló rétegeket. A nitrogén szemszögéből nézve a szerkezet hexagonális bipiramisokból áll, amelyeknek közepén egy nitrogén helyezkedik el, nyolc lítiummal körülvéve. A bipiramisok a csúcsaikon, illetve ekvatoriális éleikkel érintkeznek egymással.[3]

Fizikai és kémiai tulajdonságai[szerkesztés]

A szilárd lítium-nitrid szuperionos vezető, a szervetlen lítium sók között a legnagyobb vezetőképességű anyag. Kiterjedten tanulmányozzák szilárd elektrolitként és elemek anódanyagként történő felhasználását.[4] Előállítható az elemek közvetlen reakciójával, akár fémlítium tiszta nitrogéngázban történő égetésével, vagy nitrogéngáz és folyékoly fémnátriumban oldott lítium reakciójával.[5] Az utóbbi eljárással tisztább termék nyerhető. A lítium-nitrid vízzel hevesen reagál, melynek során ammónia keletkezik:

Li3N (s) + 3 H2O (l) → 3 LiOH (aq) + NH3 (g)

Más alkáli- és alkáliföldfém-nitridek is hasonló módon reagálnak, ennek oka a nitridek erős bázicitása. A hipotetikus N3− nitridion rendkívül erős Brønsted-bázis lenne, a szuperbázisok közé tartozna. Valójában a hidridionnál is erősebb bázis, így magát a hidrogént is deprotonálja:

Li3N (s) + 2 H2 (g) → LiNH2 (s) + 2 LiH (s)

A lítium-nitridet mint lehetséges hidrogéntároló anyagot is vizsgálják, mivel a reakció 270 °C hőmérsékleten megfordítható. 11,5%-os hidrogénabszorpció is elérhető.[6]

A lítiumból levegő hatására (lítium-oxid, lítium-hidroxid és lítium-karbonát mellett) kis mennyiségben lítium-nitrid keletkezik.

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. a b Lítium-nitrid Chemetall-os adatlapja (angol)[halott link]
  2. a b c A lítium-nitrid biztonsági adatlapja (Alfa Aesar)
  3. LiN3 kristályszerkezete (angol). [2012. július 19-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. január 27.)
  4. US patent 4888258 (1989)
  5. Barker M.G., Blake A.J, Edwards P.P., Gregory D.H., Hamor T. A., Siddons D. J., Smith S. E. (1999). „Novel layered lithium nitridonickelates; effect of Li vacancy concentration on N co-ordination geometry and Ni oxidation state”. Chem. Commun., 1187–1188. o. DOI:10.1039/a902962a.  
  6. Ping Chen, Zhitao Xiong, Jizhong Luo, Jianyi Lin and Kuang Lee Tan (2002). „Interaction of hydrogen with metal nitrides and imides”. Nature 420 (6913), 302–304. o. DOI:10.1038/nature01210. PMID 12447436.  

Fordítás[szerkesztés]

  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Lithium nitride című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Források[szerkesztés]