El nitruro de litio es un compuesto con la fórmula Li 3 N. Es el único nitruro de metal alcalino estable . El sólido tiene un color rosa rojizo y un alto punto de fusión. [1]
Estructura cristalina de nitruro de litio. | |
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido Nitruro de litio | |
Otros nombres Nitruro de trilitio | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.043.144 |
Número CE |
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1156 | |
PubChem CID |
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Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
Li 3 N | |
Masa molar | 34,83 g / mol |
Apariencia | rojo, morado sólido |
Densidad | 1.270 g / cm 3 |
Punto de fusion | 813 ° C (1,495 ° F; 1,086 K) |
reacciona | |
log P | 3,24 |
Estructura | |
ver texto | |
Peligros | |
Principales peligros | reacciona con el agua para liberar amoniaco |
Pictogramas GHS | |
Palabra de señal GHS | Peligro |
H260 , H314 , H318 | |
P223 , P231 + 232 , P260 , P264 , P280 , P301 + 330 + 331 , P303 + 361 + 353 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P321 , P335 + 334 , P363 , P370 + 378 , P402 + 404 , P405 , P501 | |
NFPA 704 (diamante de fuego) | |
Compuestos relacionados | |
Otros aniones | Óxido de litio |
Otros cationes | Nitruro de sodio Nitruro de potasio |
Compuestos relacionados | Amida de litio imida de litio |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Preparación y manipulación
El nitruro de litio se prepara mediante la combinación directa de litio elemental con gas nitrógeno : [2]
- 6 Li + N 2 → 2 Li 3 N
En lugar de quemar litio metálico en una atmósfera de nitrógeno, se puede tratar con N 2 una solución de litio en sodio metálico líquido . El nitruro de litio reacciona violentamente con el agua para producir amoníaco :
- Li 3 N + 3 H 2 O → 3 LiOH + NH 3
Estructura y propiedades
alfa -Li 3 N (estable a temperatura y presión ambiente) tiene una estructura cristalina inusual que consta de dos tipos de capas, una hoja tiene la composición Li 2 N - contiene centros N de 6 coordenadas y la otra hoja consta solo de cationes de litio . [3] Se conocen otras dos formas: beta -nitruro de litio, formado a partir de la fase alfa a 4.200 bares (4.100 atm) que tiene la estructura de arseniuro de sodio (Na 3 As); gamma -Nitruro de litio (la misma estructura que Li 3 Bi) se forma a partir de la forma beta en 35 a 45 gigapascales (350.000 a 440.000 atm). [4]
El nitruro de litio muestra conductividad iónica para Li + , con un valor de c. 2 × 10 −4 Ω −1 cm −1 , y una energía de activación (intracristal) de c. 0,26 eV (aproximadamente 24 kJ / mol). El dopaje con hidrógeno aumenta la conductividad, mientras que el dopaje con iones metálicos (Al, Cu, Mg) la reduce. [5] [6] Se ha determinado que la energía de activación para la transferencia de litio a través de cristales de nitruro de litio (intercristalino) es mayor a c. 68,5 kJ / mol. [7] La forma alfa es un semiconductor con un intervalo de banda de c. 2,1 eV. [4]
La reacción con hidrógeno a menos de 300 ° C (presión de 0,5 MPa) produce hidruro de litio y amida de litio . [8]
Se ha investigado el nitruro de litio como medio de almacenamiento de hidrógeno gaseoso, ya que la reacción es reversible a 270 ° C. Se ha conseguido hasta un 11,5% en peso de absorción de hidrógeno. [9]
La reacción de nitruro de litio con dióxido de carbono produce nitruro de carbono amorfo (C 3 N 4 ), un semiconductor , y cianamida de litio (Li 2 CN 2 ), un precursor de los fertilizantes , en una reacción exotérmica. [10] [11]
Referencias
- ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ E. Döneges "Nitruro de litio" en Manual de química inorgánica preparativa , 2ª Ed. Editado por G. Brauer, Academic Press, 1963, Nueva York. Vol. 1. p. 984.
- ^ Barker MG; Blake AJ; Edwards PP; Gregory DH; Hamor TA; Siddons DJ; Smith SE (1999). "Nuevos nitridonicquelatos de litio en capas; efecto de la concentración de vacantes de Li en la geometría de coordinación de N y el estado de oxidación de Ni". Comunicaciones químicas (13): 1187–1188. doi : 10.1039 / a902962a .
- ^ a b Walker, G, ed. (2008). Almacenamiento de hidrógeno en estado sólido: materiales y química . §16.2.1 Nitruro de litio e hidrógeno: una perspectiva histórica.
- ^ Lapp, Torben; Skaarup, Steen; Hooper, Alan (octubre de 1983). "Conductividad iónica de Li 3 N puro y dopado ". Iónicos de estado sólido . 11 (2): 97–103. doi : 10.1016 / 0167-2738 (83) 90045-0 .
- ^ Boukamp, BA; Huggins, RA (6 de septiembre de 1976). "Conductividad de iones de litio en nitruro de litio". Physics Letters A . 58 (4): 231-233. doi : 10.1016 / 0375-9601 (76) 90082-7 .
- ^ Boukamp, BA; Huggins, RA (enero de 1978). "Conductividad iónica rápida en nitruro de litio". Boletín de investigación de materiales . 13 (1): 23–32. doi : 10.1016 / 0025-5408 (78) 90023-5 .
- ^ Goshome, Kiyotaka; Miyaoka, Hiroki; Yamamoto, Hikaru; Ichikawa, Tomoyuki; Ichikawa, Takayuki; Kojima, Yoshitsugu (2015). "Síntesis de amoníaco a través de la reacción de no equilibrio de nitruro de litio en condición de flujo de hidrógeno" . Transacciones de materiales . 56 (3): 410–414. doi : 10.2320 / matertrans.M2014382 .
- ^ Ping Chen; Zhitao Xiong; Jizhong Luo; Jianyi Lin; Kuang Lee Tan (2002). "Interacción del hidrógeno con nitruros y amidas metálicas". Naturaleza . 420 (6913): 302-304. doi : 10.1038 / nature01210 . PMID 12447436 .
- ^ Yun Hang Hu, Yan Huo (12 de septiembre de 2011). "Reacción rápida y exotérmica de CO 2 y Li 3 N en materiales sólidos que contienen C – N". El Journal of Physical Chemistry A . La Revista de Química Física A 115 (42), 11678-11681. 115 (42): 11678-11681. doi : 10.1021 / jp205499e .
- ^ Darren Quick (21 de mayo de 2012). "La reacción química consume CO 2 para producir energía ... y otras cosas útiles" . NewAtlas.com . Consultado el 17 de abril de 2019 .
Ver también
- WebElements
NH 3 N 2 H 4 | Él (N 2 ) 11 | ||||||||||||||||
Li 3 N | Ser 3 N 2 | BN | β-C 3 N 4 g-C 3 N 4 C x N y | N 2 | N x O y | NF 3 | Nordeste | ||||||||||
Na 3 N | Mg 3 N 2 | AlN | Si 3 N 4 | PN P 3 N 5 | S x N y SN S 4 N 4 | NCl 3 | Arkansas | ||||||||||
K 3 N | Ca 3 N 2 | ScN | Estaño | VN | CrN Cr 2 N | Mn x N y | Fe x N y | Estafa | Ni 3 N | CuN | Zn 3 N 2 | GaN | Ge 3 N 4 | Como | Se | NBr 3 | Kr |
Rb | Sr 3 N 2 | YN | ZrN | NbN | β-Mo 2 N | Tc | Ru | Rh | PdN | Ag 3 N | CdN | Posada | Sn | Sb | Te | NI 3 | Xe |
Cs | Ba 3 N 2 | Hf 3 N 4 | Broncearse | WN | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg 3 N 2 | TlN | Pb | Compartimiento | Correos | A | Rn | |
P. | Ra 3 N 2 | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Monte | Ds | Rg | Cn | Nueva Hampshire | Florida | Mc | Lv | Ts | Og | |
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