Нитрид магния
| |
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Нитрид магния
| |
| Другие имена
динитрид тримагния
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| Информационная карта ECHA | 100.031.826 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| Mg3NМг3Н2 | |
| Молярная масса | 100.9494 g/mol |
| Появление | зеленовато-желтый порошок |
| Плотность | 2,712 г/см 3 |
| Температура плавления | ок. 1500°С |
| Опасности [1] | |
| СГС Маркировка : | |
 
| |
| Опасность | |
| Х228 , Х315 , Х319 , Х335 | |
| П210 , П261 , П280 , П305+П351+П338 , П405 , П501 | |
| Паспорт безопасности (SDS) | Внешний паспорт безопасности материалов |
| Родственные соединения | |
Другие катионы
|
|
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Нитрид магния , имеющий химическую формулу Mg 3 N 2 — соединение магния азота и . неорганическое При комнатной температуре и давлении представляет собой зеленовато-желтый порошок.
Подготовка
[ редактировать ]- Пропуская сухой азот через нагретый магний при температуре 800 °C:
- 3 Mg + N 2 → Mg 3 N 2
- или аммиак при 700 °C:
- 3 Mg + 2 NH 3 → Mg 3 N 2 + 3 H 2
Химия
[ редактировать ]Нитрид магния реагирует с водой с образованием гидроксида магния и газообразного аммиака , как и многие нитриды металлов .
- Mg 3 N 2 (т) + 6 H 2 O(ж) → 3 Mg(OH) 2 (водн.) + 2 NH 3 (г)
Фактически, когда магний сгорает на воздухе, в дополнение к основному продукту — оксиду магния образуется некоторое количество нитрида магния .
Термическое разложение нитрида магния дает газы магния и азота (при 700-1500 °С).
При высоких давлениях были предположены и позже обнаружены стабильность и образование новых богатых азотом нитридов (соотношение N/Mg равно единице или больше). [2] [3] [4] К ним относятся Mg 2 N 4 и Твердые вещества MgN 4 , которые оба становятся термодинамически стабильными при давлении около 50 ГПа. [5] Mg 2 N 4 состоит из экзотического цис -тетраназота. N 4-4 вида с порядками связей NN , близкими к единице. Этот Соединение Mg 2 N 4 восстанавливали до условий окружающей среды вместе с N 4- 4 ед., обозначающие лишь четвертую массу полиазота, стабилизированную в условиях окружающей среды.
Использование и история
[ редактировать ]При выделении аргона пропускал Уильям Рамзи сухой воздух над медью для удаления кислорода и над магнием для удаления азота , образуя нитрид магния.
Нитрид магния был катализатором первого практического синтеза боразона (кубического нитрида бора ). [6]
Роберт Х. Венторф-младший пытался преобразовать гексагональную форму нитрида бора в кубическую форму с помощью сочетания тепла, давления и катализатора. Он уже испробовал все логические катализаторы (например, те, что катализируют синтез алмаза ), но безуспешно.
От отчаяния и любопытства (он называл это подходом «сделать максимальное количество ошибок») [7] ), он добавил немного магниевой проволоки к гексагональному нитриду бора и подверг его такому же давлению и термической обработке. Когда он исследовал проволоку под микроскопом, он обнаружил прилипшие к ней крошечные темные комочки. Эти комки могли поцарапать полированный блок карбида бора , на что, как известно, способен только алмаз.
По запаху аммиака, вызванному реакцией нитрида магния с влагой воздуха, он пришел к выводу, что металлический магний прореагировал с нитридом бора с образованием нитрида магния, который и был настоящим катализатором.
Нитрид магния также применяется для синтеза нанокристаллов нитрида алюминия, кубического нитрида бора и нитридов алюминия и 3-й группы. [8] Он также был предложен в качестве промежуточного продукта в процессе фиксации азота без использования ископаемого топлива. [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Краткая информация о классификации и маркировке» . Проверено 4 декабря 2021 г.
- ^ Ю, Шуин; Хуанг, Боуэн; Цзэн, Цинфэн; Оганов Артем Р.; Чжан, Литонг; Фраппер, Жиль (июнь 2017 г.). «Появление новых полиазотных молекул, подобных молекулам, ковалентным цепям и слоям в магниево-азотных фазах Mg x N y под высоким давлением». Журнал физической химии C. 121 (21): 11037–11046. дои : 10.1021/acs.jpcc.7b00474 . ISSN 1932-7447 .
- ^ Вэй, Шули; Ли, Да; Лю, Чжао; Ли, Синь; Тиан, Фубо; Дуань, Дефан; Лю, Бинбин; Цуй, Тянь (2017). «Полинитриды щелочноземельных металлов (Mg) при высоком давлении как возможные высокоэнергетические материалы». Физическая химия Химическая физика . 19 (13): 9246–9252. Бибкод : 2017PCCP...19.9246W . дои : 10.1039/C6CP08771J . ISSN 1463-9076 . ПМИД 28322368 .
- ^ Ся, Кан; Чжэн, Сяньсюй; Юань, Цзянань; Лю, Конг; Гао, Хао; Ву, Цян; Сунь, Цзянь (25 апреля 2019 г.). «Стабилизированные давлением соли пентазолата щелочноземельных металлов с высокой плотностью энергии». Журнал физической химии C. 123 (16): 10205–10211. дои : 10.1021/acs.jpcc.8b12527 . ISSN 1932-7447 . S2CID 132258000 .
- ^ Ланиэль, Доминик; Винклер, Бьорн; Коемец, Егор; Федотенко Тимофей; Быков, Максим; Быкова, Елена; Дубровинский, Леонид; Дубровинская, Наталья (декабрь 2019). «Синтез магниево-азотистых солей полиазотистых анионов» . Природные коммуникации . 10 (1): 4515. Бибкод : 2019NatCo..10.4515L . дои : 10.1038/s41467-019-12530-w . ISSN 2041-1723 . ПМК 6778147 . ПМИД 31586062 .
- ^ Р. Х. Венторф-младший (март 1961 г.). «Синтез кубической формы нитрида бора». Журнал химической физики . 34 (3): 809–812. Бибкод : 1961JChPh..34..809W . дои : 10.1063/1.1731679 .
- ^ Роберт Х. Венторф-младший (октябрь 1993 г.). «Открытие материала тверже алмаза» . Инноватор исследований и разработок . Проверено 28 июня 2006 г.
- ^ Цзун, Фуцзянь; Мэн, Чуньжан; Го, Чжимин; Цзи, Фэн; Сяо, Хунди; Чжан, Сицзянь; Ма, Джин; Ма, Хунлей (2010). «Синтез и характеристика порошка нитрида магния, полученного прямой реакцией Mg с N2». _Журнал сплавов и соединений . 508 (1): 172–176. дои : 10.1016/j.jallcom.2010.07.224 .
- ^ Ху, Ян; Чен, Джордж З.; Чжуан, Линь; Ван, Живонг; Джин, Сяньбо (2021). «Непрямой электросинтез аммиака из азота и воды по циклу хлорида магния при атмосферном давлении» . Отчеты о клетках Физические науки . 2 (5): 100425. Бибкод : 2021CRPS....200425H . дои : 10.1016/j.xcrp.2021.100425 . ISSN 2666-3864 . S2CID 235555007 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Ву, П.; Тидже, Т. (2018). «Выращивание молекулярно-лучевой эпитаксии и оптические свойства пленок Mg 3 N 2 ». Письма по прикладной физике . 113 (8). AIP : 082101. Бибкод : 2018ApPhL.113h2101W . дои : 10.1063/1.5035560 . S2CID 125356057 .