Нитрид

Нитриды (нитриды нитр(о) гр. eidos)- соединения азота с менее электроотрицательными элементами, например с металлами (AlN;TiN_x;Na₃N;Ca₃N₂;Zn₃N₂; и т.д.) и с рядом неметаллов (NH₃, BN, Si₃N₄). Соединения азота с металлами, как правило, тугоплавкие, устойчивые при высоких температурах вещества, например, эльбор; нитридные покрытия придают изделиям твёрдость, коррозионную стойкость; находят применение в энергетике, космической технике.

Строение

По типу хим. связи Н. делят на ионные, ковалентные и металлоподобные (ион-но-ковалентно-металлические). Атомы азота в Н. могут принимать электроны партнера (образуется стабильная электронная конфигурация s2p6)или отдавать электрон партнеру (стабильная конфигурация sp3). В первом случае соед. обладают четко выраженной ионной связью, во втором-типично металлич., причем в обоих случаях им сопутствует определенная доля ковалентной составляющей. Ковалентная связь является основной в соединениях азота с бором и кремнием.

Н. с преим. ионной связью образуют металлы I и II гр. периодич. системы (табл. 1), атомы к-рых имеют внеш. s-электроны. Эти Н. имеют составы, отвечающие обычным валентным соотношениям, что обусловливает их ионный характер (они подвергаются гидролизу с выделением NH3, обладают высоким электрич. сопротивлением, проявляют полупроводниковые св-ва).

К ковалентным Н. относят бора нитрид, кремния нитрид, а также алюминия нитрид, Н. галлия (см. Галлий)и индия (InN, кристаллич. решетка гексагональная, т. пл. 1200°С, DH0обр —17,2 кДж/моль). Ковалентные Н.-диэлектрики; полупроводники с широкой запрещенной зоной.

История

Физические свойства

Химические свойства

Взаимодействие с водой

Нитриды ионного типа получаются при окислении металлов азотом и кремнием при температурах 700–1200 °С. Они легко разлагаются водой и кислотами, проявляя основные свойства:

2Li₃N + 6H₂O = 6LiOH + 2NH₃

Ca₃N₂ + 6H₂O = 3Ca(OH)₂ + 2NH₃

Zn₃N₂ + 6H₂O = 3Zn(OH)₂ + 2NH₃

Mg₃N₂ + 6H₂O = 3Mg(OH)₂ + 2NH₃

Взаимодействие с аммиаком

Нитриды ионного типа при взаимодействии с аммиаком образуют амиды металлов (реакция, подобная образованию гидроксидов при действии воды на щелочные оксиды):

Li₃N + 2NH₃ = 3LiNH₂

Ca₃N₂ + 4NH₃ = 3Ca(NH₂)₂

Применение