„Lithiumnitrid“ – Versionsunterschied

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'''Lithiumnitrid''', ''Li<sub>3</sub>N'', ist eine [[chemische Verbindung]], die aus [[Lithium]] und [[Stickstoff]] aufgebaut ist.
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== Synthese ==
== Synthese ==
Lithiumnitrid wird durch [[chemische Reaktion|Reaktion]] von Lithium mit Stickstoff hergestellt. Die Reaktion läuft schon bei Raumtemperatur ab, jedoch sehr langsam, so dass zur [[Synthese (Chemie)|Synthese]] von Lithiumnitrid meist höhere Temperaturen verwendet werden:<ref name=wiberg>{{Holleman-Wiberg|Auflage=101.|Startseite=1153}}</ref>
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== Struktur ==
== Struktur ==
Im Lithiumnitrid bilden die Lithiumatome [[graphit]]ähnliche [[Hexagonales Kristallsystem|hexagonale]] Ringe, in deren Zentrum sich ein Stickstoffatom befindet. Weitere Lithiumatome befinden sich oberhalb und unterhalb des Stickstoffkerns, so dass jeder Stickstoff in einer hexagonal-bipyramidalen Geometrie von acht Lithiumkernen umgeben ist.<ref name=wiberg/><ref>[http://cst-www.nrl.navy.mil/lattice/struk/Li3N.html Struktur von Li<sub>3</sub>N].</ref>
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== Eigenschaften ==
== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
=== Physikalische Eigenschaften ===
Lithiumnitrid ist ein feines, rot-braunes Pulver mit einer Dichte von 1,38&nbsp;g·cm<sup>−3</sup> bei Standardbedingungen. Es schmilzt bei 845&nbsp;°C und ist unter Ausschluss von Feuchtigkeit und Luft stabil.<ref>[http://www.chemetalllithium.com/fileadmin/Products/pdf/Lithium_Nitride_Li3N.pdf Daten zu Lithiumnitrid bei Chemetalllithium.com].</ref>
Lithiumnitrid ist ein feines, rot-braunes Pulver mit einer Dichte von 1,38&nbsp;g·cm<sup>−3</sup> bei Standardbedingungen. Es schmilzt bei 845&nbsp;°C und ist unter Ausschluss von Feuchtigkeit und Luft stabil.<ref>{{Literatur |Autor=Peter Paetzold |Titel=Chemie: Eine Einführung |Verlag=Walter de Gruyter |Ort=Berlin |Datum=2009 |Seiten=636 |ISBN=978-3-11-021135-1 |Online={{Google Buch |BuchID=rVuSsDZr5CAC |Seite=636}}}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Hermann Sicius |Titel=Wasserstoff und Alkalimetalle: Elemente der ersten Hauptgruppe |Verlag=Springer Fachmedien |Ort=Wiesbaden |Datum=2016 |Seiten=23 |ISBN=978-3-658-12268-3 |DOI=10.1007/978-3-658-12268-3}}</ref>
Lithiumnitrid ist ein guter Ionenleiter.<ref>{{Literatur |Autor=Albrecht Rabenau |Titel=Lithiumnitrid und verwandte Stoffe, Ihre wissenschaftliche und praktische Bedeutung. Sila-Substitutionen |Verlag=Westdeutscher Verlag GmbH |Ort=Opladen |Datum=1981 |Seiten=12 |ISBN=978-3-663-01758-5 |Online={{Google Buch |BuchID=PEyfBwAAQBAJ |Seite=12}}}}</ref>
Lithiumnitrid ist ein guter Ionenleiter.<ref>{{cite web | url=http://lexikon.meyers.de/meyers/Superionenleiter | title=Definition: Superionenleiter - Meyers Lexikon online | accessdate=2009-04-02 | archiveurl=https://web.archive.org/web/20080102105450/http://lexikon.meyers.de/meyers/Superionenleiter | archivedate=2008-01-02}}</ref>


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Die [[Bildungsenthalpie]] von Lithiumnitrid beträgt −207 kJ/mol.<ref name="Guntz">M. Guntz: ''Sur l'azoture de lithium.'' In: ''Compt. Rend. Hebd.'' Band 123, 1896, S. 995–997 ({{Gallica |ID=bpt6k30799 |Seite=995}}).</ref>


=== Chemische Eigenschaften ===
=== Chemische Eigenschaften ===
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Die Reaktion kann durch Erhitzen umgekehrt werden.
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Beim Erhitzen von Lithiumnitrid mit Metallchloriden bilden sich [[Lithiumchlorid]] und das betreffende Metallnitrid.<ref name="Abegg"/>
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== Verwendung ==
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== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==

Version vom 3. September 2017, 09:33 Uhr

Kristallstruktur
Kristallstruktur von Lithiumnitrid
__ Li+     __ N3−
Allgemeines
Name Lithiumnitrid
Verhältnisformel Li3N
Kurzbeschreibung

rotbrauner Feststoff mit ammoniakartigem Geruch[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 26134-62-3
Wikidata Q413407
Eigenschaften
Molare Masse 34,83 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

1,38 g·cm−3 [1]

Schmelzpunkt

845 °C [1]

Löslichkeit

reagiert heftig mit Wasser[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[2]
Gefahrensymbol Gefahrensymbol

Gefahr

H- und P-Sätze H: 260​‐​314
P: 223​‐​231+232​‐​280​‐​305+351+338​‐​370+378​‐​422[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Lithiumnitrid, Li3N, ist eine chemische Verbindung, die aus Lithium und Stickstoff aufgebaut ist.

Synthese

Lithiumnitrid wird durch Reaktion von Lithium mit Stickstoff hergestellt. Die Reaktion läuft schon bei Raumtemperatur ab, jedoch sehr langsam, so dass zur Synthese von Lithiumnitrid meist höhere Temperaturen verwendet werden:[3]

Struktur

Im Lithiumnitrid bilden die Lithiumatome graphitähnliche hexagonale Ringe, in deren Zentrum sich ein Stickstoffatom befindet. Weitere Lithiumatome befinden sich oberhalb und unterhalb des Stickstoffkerns, so dass jeder Stickstoff in einer hexagonal-bipyramidalen Geometrie von acht Lithiumkernen umgeben ist.[3][4]

Kristallstruktur von Lithiumnitrid
Kristallstruktur von Lithiumnitrid

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Lithiumnitrid ist ein feines, rot-braunes Pulver mit einer Dichte von 1,38 g·cm−3 bei Standardbedingungen. Es schmilzt bei 845 °C und ist unter Ausschluss von Feuchtigkeit und Luft stabil.[5][6] Lithiumnitrid ist ein guter Ionenleiter.[7]

Die Bildungsenthalpie von Lithiumnitrid beträgt −207 kJ/mol.[8]

Chemische Eigenschaften

Lithiumnitrid ist eine Superbase, da das N3−-Ion stark basisch reagiert. Mit Wasser hydrolysiert Lithiumnitrid zu Lithiumhydroxid und Ammoniak.[3]

Beim Erhitzen im Wasserstoffstrom bildet sich Lithiumhydrid.[9] Als Zwischenstufen entstehen Lithiumamid (LiNH2) und Lithiumimid (Li2NH).[10]

Beim Erhitzen von Lithiumnitrid mit Metallchloriden bilden sich Lithiumchlorid und das betreffende Metallnitrid.[9]

Verwendung

In der Metallurgie wird Lithiumnitrid zum Einbringen von Stickstoff in Legierungen verwendet.[11]

Forscher der National University of Singapore entdeckten, dass Lithiumnitrid bis zu 9,3 % Wasserstoff aufnehmen kann. Dabei werden die Wasserstoffatome ins Kristallgitter des Nitrids eingelagert. Für eine Anwendung sind allerdings die notwendigen Temperaturen von 255 °C noch zu hoch.[12][13][14]

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d Datenblatt Lithiumnitrid bei Alfa Aesar (Seite nicht mehr abrufbar).
  2. ↑ a b Datenblatt Lithium nitride bei Sigma-Aldrich (PDF).Vorlage:Sigma-Aldrich/Abruf nicht angegeben
  3. ↑ a b c A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 1153.
  4. ↑ Struktur von Li3N (Memento vom 19. Juli 2012 im Internet Archive).
  5. ↑ Peter Paetzold: Chemie: Eine Einführung. Walter de Gruyter, Berlin 2009, ISBN 978-3-11-021135-1, S. 636 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  6. ↑ Hermann Sicius: Wasserstoff und Alkalimetalle: Elemente der ersten Hauptgruppe. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2016, ISBN 978-3-658-12268-3, S. 23, doi:10.1007/978-3-658-12268-3.
  7. ↑ Albrecht Rabenau: Lithiumnitrid und verwandte Stoffe, Ihre wissenschaftliche und praktische Bedeutung. Sila-Substitutionen. Westdeutscher Verlag GmbH, Opladen 1981, ISBN 978-3-663-01758-5, S. 12 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  8. ↑ M. Guntz: Sur l'azoture de lithium. In: Compt. Rend. Hebd. Band 123, 1896, S. 995–997 (Digitalisat auf Gallica).
  9. ↑ a b R. Abegg, F. Auerbach, I. Koppel: Handbuch der anorganischen Chemie. 2. Band, 1. Teil, Verlag S. Hirzel, 1908, S. 134 (Volltext).
  10. ↑ K. A. Hofmann: Lehrbuch der anorganischen Chemie. 2. Auflage, Verlag F. Vieweg & Sohn, 1919, S. 441 (Volltext).
  11. ↑ D. L. Perry, S. L. Phillips: Handbook of Inorganic Compounds: An Electronic Database. CRC Press, 1995, ISBN 978-0-8493-8671-8, S. 228.
  12. ↑ Jan Oliver Löfken: Neuer Wasserstoffspeicher aus Lithiumnitrid entdeckt. In: Bild der Wissenschaft. Abgerufen am 3. September 2017.
  13. ↑ Neues Speichermedium für Wasserstoff entwickelt. In: innovations-report.de. 25. November 2002, abgerufen am 3. September 2017.
  14. ↑ Ping Chen, Zhitao Xiong, Jizhong Luo, Jianyi Lin, Kuang Lee Tan: Interaction of hydrogen with metal nitrides and imides. In: Nature. Band 420, Nr. 6913, Oktober 2002, S. 302–304, doi:10.1038/nature01210.
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