Lítium-nitrid
| Lítium-nitrid | |||
| |||
| Kémiai azonosítók | |||
|---|---|---|---|
| CAS-szám | 26134-62-3 | ||
| PubChem | 520242 | ||
| EINECS-szám | 247-475-2 | ||
| ChEBI | 30525 | ||
| |||
| 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] 1,27 g/cm³[2] | ||
| Olvadáspont | 845 °C[1] 813 °C[2] | ||
| Oldhatóság (vízben) | reagál[2] | ||
| Megoszlási hányados | 3,24 | ||
| Kristályszerkezet | |||
| Kristályszerkezet | lásd a cikkben | ||
| Veszélyek | |||
| EU osztályozás | Tűzveszélyes (F), Maró (C)[3] | ||
| EU Index | nincs listázva | ||
| Főbb veszélyek | vízzel ammónia fejlődése közben reagál | ||
| R mondatok | R11, R14, R34[3] | ||
| S mondatok | S8, S20, S26, S30, S36/37/39, S45[3] | ||
| 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
A 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.[4]
Fizikai és kémiai tulajdonságai
szerkesztésA szilárd lítium-nitrid szuperionos vezető, a szervetlen lítiumsók között a legnagyobb vezetőképességű anyag. Kiterjedten tanulmányozzák szilárd elektrolitként és elemek anódanyagként történő felhasználását.[5] Előállítható az elemek közvetlen reakciójával, akár fémlítium tiszta nitrogéngázban történő égetésével, vagy nitrogéngáz és folyékoly fémnátriumban oldott lítium reakciójával.[6] 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.[7]
A lítiumból levegő hatására (lítium-oxid, lítium-hidroxid és lítium-karbonát mellett) kis mennyiségben lítium-nitrid keletkezik.
Jegyzetek
szerkesztés- ↑ a b Lítium-nitrid Chemetall-os adatlapja (angol). [2016. március 10-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. január 27.)
- ↑ a b c William M. Haynes. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th edition, Boca Raton: CRC Press, 4-70. o. (2016). ISBN 978-1-4987-5429-3
- ↑ a b c A lítium-nitrid biztonsági adatlapja (Alfa Aesar)
- ↑ LiN3 kristályszerkezete (angol). [2012. július 19-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. január 27.)
- ↑ US patent 4888258 (1989)
- ↑ 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.
- ↑ 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. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Források
szerkesztés- WebElements
- Greenwood, N.N.. Az elemek kémiája, 1., Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó (1999). ISBN 963-18-9144-5
