Li3N

Kristallstruktur
Allgemeines
Name	Lithiumnitrid
Verhältnisformel	Li3N
CAS-Nummer	26134-62-3
Kurzbeschreibung	rotbraunes Pulver
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
Gefahrstoffkennzeichnung [1] Leicht- entzündlich Ätzend (F) (C) R- und S-Sätze R: 11-14-34 S: 8-20-26-30-36/37/39-45
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Lithiumnitrid ist eine chemische Verbindung, die aus Lithium und Stickstoff aufgebaut ist. Es handelt sich um einen hydrolyseempfindlichen, rotbraunen Feststoff, der mit Wasser zu Lithiumhydroxid und Ammoniak reagiert.^[2]

$\mathrm{Li_3N + 3 \ H_2O \longrightarrow 3 \ LiOH + \ NH_3}$

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]

$\mathrm{6\ Li \ + N_2 \ \xrightarrow{100^{\circ}C}\ 2 \ Li_3N }$

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]

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] Lithiumnitrid ist ein guter Ionenleiter.^[6] Lithiumnitrid ist eine Superbase, da das N^3--Ion stark basisch reagiert. Mit Wasser hydrolysiert Lithiumnitrid zu Lithiumhydroxid und Ammoniak.^[3]

$\mathrm{Li_3N\ +\ 3 \ H_2O\longrightarrow\ 3 \ LiOH\ +\ NH_3}$

Verwendung

In der Metallurgie wird Lithiumnitrid zum Einbringen von Stickstoff in Legierungen verwendet.^[7]

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.^[8][9]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} Sicherheitsdatenblatt (alfa-aesar)
2. ↑ E. Riedel (Hrsg.), C. Janiak, T.M. Klapötke, H.-J. Meyer Moderne Anorganische Chemie (2003); 2. Auflage; Walter de Gruyter(Berlin, New York)
3. ↑ ^{a b c} A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie 1995, 101. Auflage, de Gruyter. ISBN 3-11-012641-9, S. 1153.
4. ↑ Struktur von Li₃N
5. ↑ Daten zu Lithiumnitrid bei Chemetalllithium.com
6. ↑ Definition: Superionenleiter - Meyers Lexikon online. web.archive.org. Abgerufen am 2. April 2009.
7. ↑ D. L. Perry, S. L. Phillips: Handbook of Inorganic Compounds: An Electronic Database. CRC Press, 1995, ISBN 9780849386718, S. 228
8. ↑ Bericht bei Wissenschaft.de
9. ↑ Bericht bei Innovations-Report.de