Войти
В химии нитрид представляет собой соединение азота где азот имеет формальную степень окисления -3. Нитриды - это большой класс соединений с широким диапазоном свойств и областей применения.
Ион нитрида, N, никогда не встречается в протонном растворе, потому что это так основной, что он будет протонирован немедленно. Его ионный радиус оценивается в 140 пм.
Подобно карбидам, нитриды часто являются тугоплавкими материалами из-за их высокой энергии решетки что отражает сильное притяжение "N" к катиону металла. Таким образом, нитрид титана и нитрид кремния используются в качестве режущих материалов и твердых покрытий. Гексагональный нитрид бора, который имеет слоистую структуру, представляет собой полезную высокотемпературную смазку, аналогичную дисульфиду молибдена. Нитридные соединения часто имеют большую запрещенную зону, поэтому нитриды обычно являются изоляторами или полупроводниками с широкой запрещенной зоной ; примеры включают нитрид бора и нитрид кремния. Материал с широкой запрещенной зоной нитрид галлия ценится за излучение синего света в светодиодах. Подобно некоторым оксидам, нитриды могут поглощать водород и обсуждались в контексте хранения водорода, например нитрид лития.
Классификация такой разнообразной группы соединений в некоторой степени произвольна. Соединения, в которых азоту не присвоена степень окисления -3, не включаются, такие как трихлорид азота, где степень окисления +3; как и аммиак и многие его органические производные.
Стабильным является только один нитрид щелочного металла, пурпурно-красноватый нитрид лития (Li 3 N), который образуется при сгорании лития в атмосфере N 2.Нитрид натрия был образован, но остается лабораторной диковинкой. Нитриды щелочноземельных металлов, имеющих формулу M 3N2, однако многочисленны. Примеры включают Be3N2, Mg3N2, Ca3N2 и Sr3N2. Нитриды электроположительных металлов (включая Li, Zn и щелочноземельные металлы) легко гидролизуются при контакте с водой, в том числе с влагой воздуха:
Нитрид бора существует в нескольких формах (полиморфы ). Также известны нитриды кремния и фосфора, но только первые имеют коммерческое значение. Нитриды алюминия, галлия и индия имеют алмазоподобную структуру вюрцита, в которой каждый атом занимает тетраэдрические позиции. Например, в нитриде алюминия каждый атом алюминия имеет четыре соседних атома азота в углах тетраэдра, и аналогично каждый атом азота имеет четыре соседних атома алюминия в углах тетраэдра. Эта структура похожа на гексагональный алмаз (лонсдейлит ), где каждый атом углерода занимает тетраэдрическую позицию (однако вюрцит отличается от сфалерита и алмаза относительной ориентацией тетраэдров)., Tl 3 N известен, но нитрид таллия (III), TlN, не известен.
Для металлов группы 3 известны как ScN, так и YN. Переходные металлы группы 4, 5 и 6 (группы титана, ванадия и хрома) все образуют нитриды. Они тугоплавкие, с высокой температурой плавления и химически стабильны. Типичным представителем является нитрид титана. Иногда эти материалы называют «интерстициальными нитридами».
Нитриды переходных металлов группы 7 и 8 легко разлагаются. Например, нитрид железа, Fe 2 N разлагается при 200 ° C. Нитрид платины и нитрид осмия могут содержать звенья N 2 и как таковые не должны называться нитридами.
Нитриды более тяжелых элементов из групп 11 и 12 менее стабильны, чем нитрид меди, Cu 3 N и Zn3N2 : сухой нитрид серебра (Ag 3 N) является контактным взрывчатым веществом, которое может детонирует от малейшего прикосновения, даже при падении капли воды.
S4N4- это прототип бинарного молекулярного нитрида. Многие металлы образуют молекулярные нитридокомплексы, как это обсуждается в специальной статье. Элементы основной группы также образуют некоторые молекулярные нитриды. Цианоген ((CN) 2) и тетранитрид тетрасеры (S4N4) являются редкими примерами молекулярных бинарных нитридов (содержащих один элемент, кроме азота). Они растворяются в неполярных растворителях. Оба проходят полимеризацию. S 4N4также нестабилен по отношению к элементам, но в меньшей степени, чем изоструктурный Se 4N4. Нагревание S 4N4дает полимер, и также известны различные анионы и катионы молекулярного нитрида серы.
Относится к нитриду, но отличается от него, N. 2.
