nitruro
En química , un nitruro es un compuesto de nitrógeno donde el nitrógeno tiene un estado de oxidación formal de -3. Los nitruros son una gran clase de compuestos con una amplia gama de propiedades y aplicaciones. [1]
El ion nitruro, N 3− , nunca se encuentra en una solución prótica porque es tan básico que sería protonado inmediatamente. Su radio iónico se estima en 140 pm.
Al igual que los carburos , los nitruros suelen ser materiales refractarios debido a su alta energía reticular que refleja la fuerte atracción de "N 3− " por el catión metálico. Por lo tanto, el nitruro de boro cúbico , el nitruro de titanio y el nitruro de silicio se utilizan como materiales de corte y recubrimientos duros. El nitruro de boro hexagonal , que adopta una estructura en capas, es un lubricante útil para altas temperaturas similar al disulfuro de molibdeno . Los compuestos de nitruro a menudo tienen grandes espacios de banda , por lo que los nitruros suelen ser aislantes o semiconductores de banda ancha ; Ejemplos incluyennitruro de boro y nitruro de silicio. El nitruro de galio , material de banda ancha prohibida, es apreciado por emitir luz azul en los LED , [2] [3] cuyo desarrollo les valió a los investigadores el Premio Nobel de Física en 2014. [4] Al igual que algunos óxidos, los nitruros pueden absorber hidrógeno y tener se ha discutido en el contexto del almacenamiento de hidrógeno , por ejemplo, nitruro de litio .
La clasificación de un grupo tan variado de compuestos es algo arbitraria. No se incluyen los compuestos en los que al nitrógeno no se le asigna un estado de oxidación −3, como el tricloruro de nitrógeno en el que el estado de oxidación es +3; ni lo son el amoníaco y sus muchos derivados orgánicos.
Solo un nitruro de metal alcalino es estable, el nitruro de litio de color púrpura rojizo (Li 3 N), que se forma cuando el litio se quema en una atmósfera de N 2 . [5] Se ha generado nitruro de sodio , pero sigue siendo una curiosidad de laboratorio. Los nitruros de los metales alcalinotérreos que tienen la fórmula M 3 N 2 son sin embargo numerosos. Los ejemplos incluyen Be 3 N 2 , Mg 3 N 2 , Ca 3 N 2 y Sr 3 N 2. Los nitruros de metales electropositivos (incluidos Li, Zn y los metales alcalinotérreos) se hidrolizan fácilmente al entrar en contacto con el agua, incluida la humedad del aire:
El nitruro de boro existe en varias formas ( polimorfos ). También se conocen nitruros de silicio y fósforo, pero sólo el primero tiene importancia comercial. Los nitruros de aluminio , galio e indio adoptan una estructura de wurtzita similar a un diamante en la que cada átomo ocupa sitios tetraédricos. Por ejemplo, en el nitruro de aluminio, cada átomo de aluminio tiene cuatro átomos de nitrógeno vecinos en las esquinas de un tetraedro y, de manera similar, cada átomo de nitrógeno tiene cuatro átomos de aluminio vecinos en las esquinas de un tetraedro. Esta estructura es como un diamante hexagonal ( lonsdaleita ) donde cada átomo de carbono ocupa un sitio tetraédrico (sin embargo, la wurtzita difiere deesfalerita y diamante en la orientación relativa de los tetraedros). Se conoce el nitruro de talio(I) , Tl 3 N, pero no se conoce el nitruro de talio(III), TlN.
