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]
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.

KristályszerkezeteSzerkesztés

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 tulajdonságaiSzerkesztés

A 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.

JegyzetekSzerkesztés

  1. a b Lítium-nitrid Chemetall-os adatlapja (angol). [2016. március 10-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. január 27.)
  2. 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 
  3. a b c A lítium-nitrid biztonsági adatlapja (Alfa Aesar)
  4. LiN3 kristályszerkezete (angol). [2012. július 19-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. január 27.)
  5. US patent 4888258 (1989)
  6. 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.  
  7. 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.  

FordításSzerkesztés

  • 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 jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

ForrásokSzerkesztés