Нитрид лития
 | |
 Кристаллическая структура нитрида лития.
| |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК
Нитрид лития | |
Другие имена
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| КЭБ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.043.144 |
| Номер ЕС |
|
| 1156 | |
ПабХим CID
|
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| Li3Ли3Н | |
| Молярная масса | 34.83 g·mol −1 |
| Появление | Красно-фиолетовые или красновато-розовые кристаллы или порошок. |
| Плотность | 1,270 г/см 3 |
| Температура плавления | 813 ° C (1495 ° F; 1086 К) |
| реагирует | |
| войти P | 3.24 |
| Структура | |
| см. текст | |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности
|
реагирует с водой с выделением аммиака |
| СГС Маркировка : | |
 
| |
| Опасность | |
| Х260 , Х314 | |
| P223 , P231+P232 , P260 , P264 , P280 , P301+P330+P331 , P303+P361+P353 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P310 , P321 , P335+P334 , P363 , P370+P378 , P402+ П404 , П405 , П501 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Родственные соединения | |
Другие анионы
|
|
Другие катионы
|
|
Родственные соединения
|
|
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Нитрид лития — неорганическое соединение с химической формулой Ли 3 Н . Это единственный стабильный щелочного металла нитрид . Это красновато-розовое твердое вещество с высокой температурой плавления. [1]
Подготовка и обработка
[ редактировать ]Нитрид лития получают прямой реакцией элементарного лития с газообразным азотом : [2]
- 6Li N2 → 2Li3N +
Вместо сжигания металлического лития в атмосфере азота натрии . можно обработать раствор лития в жидком металлическом Н2 .
Нитрид лития необходимо защищать от влаги, так как он бурно реагирует с водой с образованием аммиака :
- Li 3 N + 3 H 2 O → 3 LiOH + NH 3
Структура и свойства
[ редактировать ]- альфа - Li 3 N (стабилен при комнатной температуре и давлении) имеет необычную кристаллическую структуру, состоящую из двух типов слоев: один слой имеет состав Ли 2 Н − содержит 6-координатные N-центры, а другой слой состоит только из катионов лития. [3]
Известны еще две формы:
- бета - Li 3 N , образовавшийся из альфа- фазы при давлении 0,42 ГПа, содержит арсенид натрия ( Na 3 As ) структура;
- гамма - Li 3 N (такая же структура, как висмутид лития Li 3 Bi ) образуется из бета- формы при давлении от 35 до 45 ГПа. [4]
Нитрид лития проявляет ионную проводимость для Что + , со значением c. 2×10 −4 Ой −1 см −1 и (внутрикристаллическую) энергию активации c. 0,26 эВ (около 24 кДж/моль). водородом Легирование увеличивает проводимость , а легирование ионами металлов ( Al , Cu , Mg ) снижает ее. [5] [6] Было установлено, что энергия активации переноса лития через кристаллы нитрида лития (межкристаллические) выше при c. 68,5 кДж/моль. [7] Альфа - форма представляет собой полупроводник с запрещенной зоной c. 2,1 эВ . [4]
Реакции
[ редактировать ]Реакция нитрида лития с диоксидом углерода приводит к образованию аморфного нитрида углерода ( C 3 N 4 ), полупроводник и цианамид лития ( Li 2 CN 2 ), предшественник удобрений , в экзотермической реакции . [8] [9]
В присутствии водорода при температуре около 200°C Li 3 N реагирует с образованием амида лития . [10]
- Li3N 2LiH + 2H2 → + 2LiNH2
При более высоких температурах он будет реагировать дальше с образованием аммиака и гидрида лития .
- LiNH 2 + H 2 → LiH + NH 3
Имид лития также может образовываться при определенных условиях. Некоторые исследования рассматривали это как возможный промышленный процесс производства аммиака, поскольку гидрид лития можно термически разложить обратно до металлического лития.
Нитрид лития был исследован в качестве среды хранения газообразного водорода , поскольку реакция обратима при 270 ° C. Было достигнуто поглощение водорода до 11,5% по массе. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Э. Дёнегес «Нитрид лития» в Справочнике по препаративной неорганической химии , 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, Нью-Йорк. Том. 1. п. 984.
- ^ Баркер М.Г.; Блейк Эй Джей; Эдвардс П.П.; Грегори Д.Х.; Хамор Т.А.; Сиддонс диджей; 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. дои : 10.1039/a902962a .
- ^ Jump up to: а б Уокер, Дж., изд. (2008). Твердотельное хранение водорода: материалы и химия . §16.2.1 Нитрид лития и водород: историческая перспектива.
- ^ Лапп, Торбен; Скааруп, Стин; Хупер, Алан (октябрь 1983 г.). «Ионная проводимость чистого и легированного Li 3 N». Ионика твердого тела . 11 (2): 97–103. дои : 10.1016/0167-2738(83)90045-0 .
- ^ Букамп, бакалавр; Хаггинс, РА (6 сентября 1976 г.). «Литий-ионная проводимость в нитриде лития». Буквы по физике А. 58 (4): 231–233. Бибкод : 1976PhLA...58..231B . дои : 10.1016/0375-9601(76)90082-7 .
- ^ Букамп, бакалавр; Хаггинс, Р.А. (январь 1978 г.). «Быстрая ионная проводимость в нитриде лития». Бюллетень исследования материалов . 13 (1): 23–32. дои : 10.1016/0025-5408(78)90023-5 .
- ^ Юн Хан Ху, Ян Хо (12 сентября 2011 г.). «Быстрая и экзотермическая реакция CO 2 и Li 3 N с C–N-содержащими твердыми материалами». Журнал физической химии А. 115 (42). Журнал физической химии A 115 (42), 11678–11681: 11678–11681. Бибкод : 2011JPCA..11511678H . дои : 10.1021/jp205499e . ПМИД 21910502 .
- ^ Даррен Квик (21 мая 2012 г.). «Химическая реакция поглощает CO 2 для производства энергии... и других полезных веществ» . NewAtlas.com . Проверено 17 апреля 2019 г.
- ^ ; Кодзима, Ёсицугу (2015). Синтез аммиака посредством неравновесной реакции нитрида лития» . Итикава , Госоме, Киётака, Хироки ; Томоюки « ): 410–414 дои : 10.2320/матертранс.М2014382 .
- ^ Пин Чен; Чжитао Сюн; Цзичжун Ло; Цзяньи Линь; Куанг Ли Тан (2002). «Взаимодействие водорода с нитридами и амидами металлов». Природа . 420 (6913): 302–304. Бибкод : 2002Natur.420..302C . дои : 10.1038/nature01210 . ПМИД 12447436 . S2CID 95588150 .
См. также
[ редактировать ]
 | Эта неорганическим соединениям статья, посвященная , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |