Lithiumnitrid

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Lithiumnitrid
Lithium-nitride-xtal-CM-3D-polyhedra.png
IUPAC-navn
Lithiumnitrid
Generelt
Molekylformel Li3N
Molarmasse 34,83 g/mol
Fremtræden Røde eller lilla krystaller
CAS-nummer 26134-62-3
PubChem 520242
InChI 1/3Li.N
Kemiske egenskaber
Massefylde 1,270 g/cm3
Opløselighed i vand Reagerer
Smeltepunkt 813 °C
Sikkerhed
Største risici Reagerer med vand og frigiver ammoniak
Beslægtede stoffer
Andre anioner Lithiumoxid
Andre kationer Natriumnitrid
Relaterede forbindelser Lithiumamid
Hvis ikke andet er angivet, er data givet for
stoffer i standardtilstanden (ved 25 °C, 100 kPa)

Lithiumnitrid er en kemisk forbindelse mellem lithium og nitrogen med den kemiske formel Li3N. Det er det eneste stabile alkalimetalnitrid. Lithiumnitrid har en rød eller lilla farve samt et højt smeltepunkt.

Lithiumnitrid, Li3N, har en udsædvanelig krystalstruktur som består af to forskellige lag, et med kompositionen Li2N som indeholder et 6-koordineret lithiumcenter og et som kun består af lithiumkationer. Lithiumnitrid på fast form er en fast ion conductor og har den højeste ledningsevne blandt alle uorganiske lithiumsalte. Det er blevet extensivt studeret med det formål, at benytte det som en fast elektrolyt- og anodemateriale i batterier.[1] Lithiumnitrid kan dannes direkte fra lithium og nitrogengas, enten ved at brænde lithium metal i ren nitrgengas, eller ved at lede nitrogen gennem en opløsning af lithium opløst i flydende natrium.[2] Sidstnævnte metode giver det reneste produkt.

Reaktioner[redigér | redigér wikikode]

Lithiumnitrid reagerer voldsomt med vand og danner ammoniak:

Li3N (s) + 3 H2O (l) → 3 LiOH (aq) + NH3 (g)

Andre alkali- og jordalkalimetalnitrider reagerer tilsvarende pga. deres høje basestyrke. Den hypotetiske nitridion, N3−, ville være en ekstremt stærk Brønsted base. Den er en stærkere base end hydridanionen, og deprotoniserer dihydrogen:

Li3N (s) + 2 H2 (g) → LiNH2 (s) + 2 LiH (s)

Anvendelse[redigér | redigér wikikode]

Lithiumnitrid er blevet undersøgt som muligt stof til lagring af hydrogengas, idet hydrogengassen frigives igen ved opvarmning til 270 °C. Det er lykkedes at absorbere op til 11,5% (vægtprocent) hydrogengas.[3]

Lithium danner små mængder af lithiumnitrid (samt lithiumoxid og lithiumcarbonat) når det blver udsat for luft.

Referencer[redigér | redigér wikikode]

  • Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (engelsk) (2nd ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-3365-4 
  1. ^ US patent 4888258 (1989)
  2. ^ 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. doi:10.1039/a902962a. 
  3. ^ Ping Chen, Zhitao Xiong, Jizhong Luo, Jianyi Lin and Kuang Lee Tan (2002). "Interaction of hydrogen with metal nitrides and imides". Nature 420: 302–304. doi:10.1038/nature01210.