Nitrür, azotun bor, silikon ve çoğu metal gibi benzer veya daha düşük elektronegatifliğe sahip bir elementle birleştirildiği bir kimyasal bileşik sınıfından herhangi biri. Nitrit nitrür iyonu (N içeren 3- iyonik, geçiş ve kovalent: karbürler benzer),
uranyum işleme: Nitrür yakıtları
Uranyum bir mononitrür (UN) ve iki daha yüksek nitrür fazı (alfa- ve beta-seskinitrürler; α = U2N3 ve
Bazı metal nitrürler kararsızdır ve çoğu, amonyak ve metal oksit veya hidroksit oluşturmak için su ile reaksiyona girer; ancak bor, vanadyum, silikon, titanyum ve tantal nitrürleri çok refrakterdir, kimyasal saldırılara karşı dayanıklıdır ve serttir ve bu nedenle aşındırıcılar ve pota yapımında faydalıdır.
Nitrürlerin hazırlanması
Nitrürleri hazırlamak için iki ana yöntem vardır. Bir kalsiyum nitrit sentezi için burada gösterilen elemanların (genellikle yüksek bir sıcaklıkta), doğrudan reaksiyonu ile Ca 3 K 2. 3Ca + N 2 → Ca 3 K 2 İkinci bir yöntem baryum amide.3Ba (NH ile, burada gösterilen bir metal amid termal dekompozisyonu ile amonyak kaybı yoluyla 2) 2 → Ba 3 K 2 4NH + 3 Nitrit da oluşturulmaktadır Amonyak, istenen sertleştirilmiş kasanın derinliğine bağlı olarak 5 ila 100 saat boyunca genellikle 500–550 ° C (950–1,050 ° F) arasındaki sıcaklıklara ısıtıldığında çelik nesnelerin yüzey sertleştirmesi sırasında.
Nitrürleri oluşturmak için kullanılan diğer bir yöntem, örneğin alüminyum nitrür, AlN'nin hazırlanmasında olduğu gibi azot gazı varlığında bir metal halid veya oksidin indirgenmesidir. Al 2 O 3 + 3C + N 2 → 2AlN + CH3hCO
İyonik nitrürler
Alkali-toprak metalleri, formül M, nitrit oluşturmasına rağmen lityum (Li), bir nitrür oluşturabildiği sadece alkali metali gibi görünmektedir 3 K 2. Metal katyonlar ve N oluşur düşünülebilir Bu bileşikler, 3- anyonları üretmek amonyak ve metal hidroksit ile hidroliz ve (su ile reaksiyonu) tabi tutulur. İyonik nitrürlerin stabilitesi geniş bir aralık gösterir; Mg 3 K 2 270 ° C (520 ° F) üstünde sıcaklıklarda bozunur, oysa Be 3 K 2 2.200 de eriyikler ° C (4000 ° F) 'ayrışma olmadan.
İnterstisyel nitrürler
En büyük nitrür grubu, geçiş metalleri ile oluşan interstisyel nitrürlerdir. İnterstisyel karbürlere benzerler, azot atomları, kapalı dolu metal atomlarının kafesindeki boşlukları veya delikleri işgal ederler. Bu nitrit genel formüller MN, E olan 2 K ve M, 4 bunların stoichiometries değişebilir, ancak, N. Bu bileşikler yüksek erime noktalarına sahiptir, son derece serttir ve genellikle metalik parlaklığa ve yüksek iletkenliğe sahip opak malzemelerdir. Tipik olarak metalin yaklaşık 1.200 ° C (2.200 ° F) amonyak içinde ısıtılmasıyla hazırlanırlar. İnterstisyel nitrürler kimyasal olarak inerttir ve bunları içeren az sayıda reaksiyon bilinmektedir. En karakteristik reaksiyon, amonyak veya azot gazı üretmek için genellikle çok yavaş olan (ve aşağıda gösterilen reaksiyonda vanadyum, V gibi asit gerektirebilen) hidrolizdir. 2VN + 3H 2 SO 4 → V 2 (SO 4) 3 + N 2 + 3H 2
Kimyasal etkisizlikleri ve yüksek sıcaklıklara dayanma yetenekleri nedeniyle, interstisyel nitrürler, potalar ve yüksek sıcaklık reaksiyon kapları olarak kullanımları da dahil olmak üzere birçok yüksek sıcaklık uygulamasında yararlıdır.
Kovalent nitrürler
Kovalent ikili nitrürler, azotun bağlı olduğu elemana bağlı olarak çok çeşitli özelliklere sahiptir. Kovalent nitrit bazı örnekleri bor nitrür, BN, siyanojen, (CN) olduğu 2, fosfor nitrit, p 3 N 5, tetrasulfur tetranitride, S 4 N 4 ve disülfit dinitride, S 2 K 2. Bor, karbon ve sülfürün kovalent nitrürleri burada tartışılmaktadır.
Bor nitrür
Bor ve azot birlikte iki bağlı karbon atomu ile aynı sayıda değerlik elektronu (sekiz) içerdiğinden, bor nitrürün elementel karbon ile izoelektronik olduğu söylenir. Bor nitrür, iki karbon formuna benzeyen iki yapısal formda bulunur: grafit ve elmas. Altıgen form, grafite benzer şekilde, bir tabakadaki bir bor atomunun doğrudan bitişik tabakadaki bir azot atomunun üzerine yerleştirileceği şekilde istiflenmiş düzlemsel, altı üyeli alternatif bor ve azot atomlu halkalara sahip katmanlı bir yapıya sahiptir. Buna karşılık, birbirini izleyen altıgen grafit katmanları dengelenir, böylece her karbon atomu, bitişik bir katmanda doğrudan bir aralığın (delik) üzerinde ve doğrudan alternatif katmanların bir karbon atomunun üzerinde olur. Altıgen bor nitrür ısıtma bor triklorür, bürodaki hazırlanabilir 3 750 ° C (1400 ° F) 'de, amonyak fazlalığı içinde,. Altıgen bor nitrürün özellikleri genel olarak grafitten farklıdır. Her ikisi de kaygan katılar olsa da, bor nitrür renksizdir ve iyi bir yalıtkandır (grafit siyah ve elektrik iletkendir) ve bor nitrür kimyasal olarak grafitten daha kararlıdır. Sadece flor elementi, F altıgen BN reaksiyona girerek 2 (ürün BF oluşturan 3 ve N- 2) ve hidrojen florid, HF (üretim NH 4 BF 4). BN'nin elmas (kübik) formu, çok yüksek basınç altında (85.000 atmosfer; deniz seviyesindeki basınç bir atmosferdir) bir alkali metal veya alkalin varlığında altıgen BN'nin 1.800 ° C'ye (3.300 ° F) ısıtılmasıyla hazırlanabilir. toprak metal katalizörü. Karbonun benzer elmas şekli gibi, kübik bor nitrür son derece zordur.
Siyanojen
Siyanojen, (CN) 2, −21 ° C'de (−6 ° F) kaynayan toksik, renksiz bir gazdır. Hidrojen siyanürün (HCN) oksidasyonu ile hazırlanabilir. Oksitleyici ajanların çeşitli oksijen gazı, O dahil olmak üzere kullanılabilir 2, klor gazı, Cl 2 ve azot gazı, NO 2. NO zaman 2 kullanılır, ürün no geri dönüştürülebilir ve tepkime NO üretmek için yeniden kullanılabilir 2. 2HCN NO + 2 → (CN) 2 NO + + H 2 de OTrace yabancı maddeler (CN) 2, yüksek sıcaklıklarda polimerizasyonu (300-500 ° C [600-900 ° F]) paracyanogen için, koyu renkli bir katı olan kolaylaştırmak için görünür alternatif karbon ve azot atomlarının altı üyeli halkalarının bir polisiklik yapısı. Siyanojen molekülü, N≡C ― C≡N, lineer ve yanıcıdır. Aşırı sıcak bir alev (yaklaşık 4.775 ° C [8.627 ° F]) üretmek için oksijen içinde yanar.
