氮化鋰 - Wikiwand
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氮化鋰

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氮化鋰
IUPAC名
Lithium nitride
識別
CAS號 26134-62-3  ✓
PubChem 520242
SMILES
InChI
InChIKey AJUFTLIHDBAQOK-UHFFFAOYSA-N
EINECS 247-475-2
ChEBI 30525
性質
化學式 Li3N
摩爾質量 34.83 g·mol⁻¹
外觀 紅色或紫色的固體
密度 1.270 g/cm3
熔點 813 °C(1086 K)
溶解性 會和水反應
log P 3.24
危險性
主要危害 和水反應後會產生
相關物質
其他陰離子 氧化鋰
其他陽離子 氮化鈉
相關化學品 氨基鋰
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

氮化鋰是由組成的化合物化學式為Li3N。氮化鋰是鹼金屬氮化物中熱穩定性最高的化合物,也是當中唯一一個可以在室溫下製備的化合物[1]。氮化物熔點很高,常溫下為紫色或紅色的晶狀固體。

結構

氮化鋰的晶體構造相當特殊,可分為二層:其中一層為 Li2N,其中的鋰原子為六配位;而另一層只有鋰離子。氮化鋰是一種快離子導體(fast ion conductor)且其電導率比其他無機的鋰鹽都高。目前已有許多研究是針對氮化鋰作為電池固體電極及陰極材枓的應用。[2]

製備

氮化鋰的製備可直接將元素氮和鋰直接反應而成,包括將鋰在純氮氣中燃燒,或是讓氮氣和溶解於液態中的鋰反應。[3]後者產生的氮化鋰純度較高。

性質

氮化鋰會和劇烈反應,並產生

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

其他鹼金屬及鹼土金屬的氮化物由於其強鹼性,和水也會有類似的反應。

細粉狀的氮化鋰可在空氣中起火燃燒,因此氮化鋰必須在惰性氣體中儲存和處理。氮化鋰是超強鹼,其鹼性比負氫離子還要強,因此可以將氫去質子化:

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

氮化鋰在氫氣中加熱時可相繼得到氨基鋰(LiNH2)、亞氨基鋰(Li2NH),最終轉化為氫化鋰,並放出

由於上述的反應在攝氏 270 度時可逆,氮化鋰可作為氫氣儲存的媒介,最多可吸收其重量 11.5% 的氫氣。[4]

參考資料

  1. ^ Kumar De, Anil. A Text Book of Inorganic Chemistry. New Age International. 203. ISBN 8122413846. 
  2. ^ US patent 4888258 (1989)
  3. ^ Barker M.G., Blake A.J, Edwards P.P., Gregory D.H., Hamor T. A., Siddons D. J., Smith S. E. Novel layered lithium nitridonickelates; effect of Li vacancy concentration on N co-ordination geometry and Ni oxidation state. Chem. Commun. 1999: 1187–1188. doi:10.1039/a902962a. 
  4. ^ Ping Chen, Zhitao Xiong, Jizhong Luo, Jianyi Lin and Kuang Lee Tan. Interaction of hydrogen with metal nitrides and imides. Nature. 2002, 420: 302–304. doi:10.1038/nature01210. 

參見

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