氮化钠
提示：此条目页的主题不是叠氮化钠。氮化钠 （Na3N）是一种非常不稳定的碱金属氮化物。氮化钠是2002年由马克斯-普朗克学会的Dieter Fischer及Martin Jansen所合成。合成时，用钠及氮的原子束在低温的蓝宝石上沉积出氮化钠[2]。
| 氮化钠 | |
|---|---|
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| IUPAC名 Sodium nitride | |
| 识别 | |
| CAS号 | 12136-83-3 
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| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | ZOULLXMSYSKRPG-UHFFFAOYNA-N |
| EINECS | 235-232-3 |
| 性质 | |
| 化学式 | Na3N |
| 摩尔质量 | 82.976 g/mol g·mol⁻¹ |
| 外观 | 红棕色或是深蓝色固体 |
| 熔点 | 87 °C（360 K） |
| 溶解性（水） | reacts |
| 结构 | |
| 晶体结构 | 立方，cP4[1] |
| 空间群 | Pm3m[1] |
| 热力学 | |
| ΔfHm⦵298K | -151 J/mol[1] |
| 相关物质 | |
| 其他阴离子 | 氨基钠 酰亚胺基钠 |
| 其他阳离子 | 氮化锂 氮化钾 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
氮化钠在室温为晶体。在低于室温时会变成非晶体。在摄氏75度以上就会分解为元素钠及氮气。
合成
编辑氮化钠可以用两种方式合成：用氨基钠（NaNH2）的热分解，或是将氮气和钠元素直接反应[1]。最常见成功制备氮化钠的方式是用元素直接反应，由Dieter Fischer、Martin Jansen和Grigori Vajenine发现。第一种用元素反应的方式是分别准备气态的钠蒸气和氮气，并使两者维持想要的比例，在有冷却基质的情形下将其释放到真空腔体中，再加热到室温（298 K）使其结晶[2]。 第二种方式是让钠金属和等离子活化的氮气在金属表面反应。此合成反应还可以用液态的Na-K合金进行。之后固体和液体可以用离心机分离。不过此方式对空气非常敏感，在空气下会快速分解和燃烧，只有暴露在纯氧的环境下才不会燃烧[3]。
特征
编辑氮化钠的颜色从红棕色到深蓝色不等，依合成方式而不同[2][3]。氮化钠在室温下可以放置数周，都不会分解[3]。氮化钠没有熔点，在约360K下进行质谱分析时就分解了[2][1]。预估的标准莫耳生成焓为+64 kJ/mol[3]。
结构
编辑氮化钠在室温下有90%是离子态，但是有半导体典型的能隙[1][3]氮化钠的结构是反ReO3结构，其晶格是由NNa6八面体组成[2][1][3][4] The compound has N−Na bond lengths of 236.6 pm.[2][3]。其结构已由X光衍射以及最近的中子衍射，针对粉末以及晶体分析所确认[2][1][3][4]。
参考资料
编辑- CTD Sodium nitride （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 'Elusive Binary Compound Prepared' （页面存档备份，存于互联网档案馆） Chemical & Engineering News 80 No. 20 (20 May 2002)
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Sangster, J. N-Na(Nitrogen-Sodium) System. Journal of Phase Equilibria and Diffusion. 2004, 25 (6): 560–563. S2CID 97905377. doi:10.1007/s11669-004-0082-0.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Fischer, D., Jansen, M. Synthesis and structure of Na3N. Angew Chem. 2002, 41 (10): 1755–1756. PMID 19750706. doi:10.1002/1521-3773(20020517)41:10<1755::AID-ANIE1755>3.0.CO;2-C. Fischer, D.; Cancarevic, Z.; Schön, J. C.; Jansen, M. Z. Synthesis and structure of K3N. Z. Anorg. Allg. Chem. 2004, 630 (1): 156. doi:10.1002/zaac.200300280.. 'Elusive Binary Compound Prepared' Chemical & Engineering News 80 No. 20 (20 May 2002)
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Vajenine, G.V. Plasma-Assisted Synthesis and Properties of Na3N. Inorganic Chemistry. 2007, 46 (13): 5146–5148. PMID 17530752. doi:10.1021/ic700406q.
- ^ 4.0 4.1 Vajenine, G. V., Hoch, C., Dinnebier, R. E., Senyshyn, A., Niewa, R. A Temperature-dependent Structural Study of anti-ReO3-type Na3N: to Distort or not to Distort?. Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie. 2009, 636 (1): 94–99. doi:10.1002/zaac.200900488.