Нитрид лития с водой уравнение

Нитрид лития: способы получения и химические свойства

Нитрид лития (нитрид трилития) Li₃N — соль щелочного металла лития и азота. Темно — красный, плавится под избыточным давлением, разлагается при нагревании.

Относительная молекулярная масса Mr = 34,83; относительная плотность по тв. и ж. состоянию d = 1, 28; t_пл = 813º C под избыточным давлением.

Способ получения

1. Нитрид лития можно получить при комнатной температуре путем взаимодействия лития и влажного азота :

либо при температуре 200–250º C, и избыточном давлении в результате взаимодействия лития и азота:

2. При температуре 500–600º C, в результате взаимодействия гидрида лития и азота, образуется нитрид лития и аммиак:

Химические свойства

1. Нитрид лития разлагается при температуре 300–500º C в вакууме:

2Li₃N = 6Li + N₂

2. При взаимодействии с холодной водой нитрид лития образует гидроксид лития и гидрат аммиака:

3. Нитрид лития вступает в реакцию с простыми веществами :

3.1. Нитрид лития при температуре 300º C с примесью имида лития Li 2NH реагирует с водородом с образованием гидрида лития и аммиака:

4. Нитрид лития может взаимодействовать со сложными веществами :

4.1. С разбавленной хлороводородной кислотой нитрид лития образует хлорид лития и хлорид аммиака:

Li₃N + 4HCl = 3LiCl + NH₄Cl

Нитрид лития

Нитрид лития
Систематическое наименование	Нитрид лития
Традиционные названия	Азотистый литий
Хим. формула	Li3N
Состояние	зеленовато-чёрные или тёмно-красные кристаллы
Молярная масса	34,82 г/моль
Плотность	1,28 г/см³
Температура
• плавления	813, 845 °C
• кипения	разлагается °C
Мол. теплоёмк.	75,2 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-164,0 кДж/моль
Рег. номер CAS	26134-62-3
PubChem	520242
Рег. номер EINECS	247-475-2
SMILES
ChEBI	30525
ChemSpider	453793
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Нитрид лития — соединение щелочного металла лития и азота, зеленовато-чёрные или тёмно-красные кристаллы.

Единственный устойчивый нитрид щелочных металлов.

Применяется в пиротехнике.

Содержание

• 1 Получение
• 2 Физические свойства
• 3 Химические свойства
• 4 Применение

Получение

Синтезом из элементов — при комнатной температуре влажный азот медленно взаимодействует с литием, увеличение температуры и давления ускоряет реакцию:

Взаимодействием гидрида лития с азотом:

При хранении металлического лития в воздушной атмосфере при нормальных условиях наряду с карбонатом лития и гидроксидом лития в поверхностной плёнке образуется также нитрид лития.

Физические свойства

Нитрид лития образует в зависимости от отклонения от стехиометрического состава зеленовато-чёрные или тёмно-красные кристаллы.

Нитрид лития эндотермическое соединение, энтальпия его образования из элементов −207 Нитрид лития кДж/моль.

В нормальных условиях устойчива кристаллическая структура гексагональной сингонии, называемая α − Li₃N , имеющая пространственная группу P 6/mmm, параметры кристаллической ячейки a = 0,3655 нм, c = 0,3876, Z = 1.

При давлении свыше 4200 бар (4 100 атм) α − Li₃N переходит в β − Li₃N , имеющий структуру арсенида натрия ( Na₃As ). Пр повышении давления свыше 360 кбар β − Li₃N переходит в γ − Li₃N со структурой типа Li₃Bi .

В кристалле α − Li₃N атомы лития образуют гексагональную графитоподобную кристаллическую структуру, в одной из кристаллических плоскостей каждый атом азота окружён шестью атомами лития. Два дополнительных атома лития расположены в других соседних плоскостях над и под атомом азота и каждый атом азота в результате оказывается окружённым восемью атомами лития, расположенных в вершинах гексагональной бипирамиды.

Нитрид лития является твёрдым электролитом — обладает ионной электропроводимостью по ионам Li + с удельной проводимостью 2·10 -4 1/(Ом·см) и энергией активации освобождения ионов лития из узлов кристаллической решётки 0,26 эВ (

24 кДж/моль). Допирование кристалла водородом увеличивает проводимость, в то время как легирование ионами металлов (Al, Cu, Mg) уменьшает его. Установлено, что энергия активации межкристаллического переноса ионов лития выше чем внутрикристаллическая (

α − Li₃N является полупроводником с шириной запрещенной зоны

Нитрид лития изучался как вещество для компактного хранения газообразного водорода, абсорбция и десорбция водорода обратимы и происходят при сравнительно низкой температуре

270 °C. В опытах было достигнуто поглощение водорода веществом до 11,5 % по массе.

Химические свойства

Реакция образования нитрида лития обратима и при повышении температуры в вакууме идёт процесс разложения на элементы:

Нитрид лития энергично взаимодействует с водой с образованием гидроксида лития и аммиака:

Нитрид лития при повышенной температуре взаимодействует с водородом с образованием гидрида лития и аммиака:

При взаимодействии нитрида лития с водородом при 300 °C и повышенном давлении (более 0,5 МПа) образуется смесь гидрида лития и амида лития:

Li₃N + 2 H₂ → 300oC, 0.5 MPa LiNH₂ + 2 LiH

Разлагается кислотами с образованием соответствующих кислоте солей лития и аммония:

Li₃N + 4 HCl ⟶ 3 LiCl + NH₄Cl

Известно также много смешанных нитридов лития, некоторые из них: LiMgN , LiZnN , Li₃AlN₂, Li₅SiN₃, Li₅TiN₃, Li₅GeN₃

Расплавленный нитрид лития агрессивен по отношению ко многим металлам (Fe, Cu, Ni, Pt и др.).

Acetyl

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.