Нитриды

В зависимости от типа химической связи между атомами нитриды подразделяются на ионные, ковалентные и металлоподобные (ионно-ковалентно-металлические). Атомы азота в нитридах могут принимать электроны менее электроотрицательного элемента, при этом образуя стабильную электронную конфигурацию s²p⁶ или отдавать электрон партнёру с образованием устойчивой конфигурации sp³)^[2].

В первом случае нитриды характеризуются наличием ионной связи, во втором химическая связь является типично металлической. В обоих случаях присутствует также некоторая доля ковалентной составляющей. В соединениях азота с бором и кремнием преобладает ковалентный характер химической связи.

Ионная связь наблюдается в нитридах металлов I и II групп периодической системы, например Li₃N, Ca₃N₂. Состав этих нитридов отвечает обычным валентным соотношениям. Эти нитриды подвергаются гидролизу с выделением аммиака, обладают высоким электрическим сопротивлением, у них наблюдаются полупроводниковые свойства)^[3].

${\displaystyle {{\ce {Ca3N2 + 6H2O -> 2Ca(OH)2 + 2NH3 ^}}}}$^[4].

Ковалентными нитридами являются нитриды бора, кремния, алюминия, галлия, индия. Ковалентные нитриды являются диэлектриками и полупроводниками с широкой запрещённой зоной. Обладают высокой твёрдостью и тугоплавкостью.

Переходные металлы образуют нитриды с преимущественной металлической связью, например нитрид титана TiN, нитрид ванадия VN). Эти вещества обладают значительной твёрдостью и хрупкостью, высокой электропроводностью, высокими температурами плавления, большой энтальпией образования. Имеют металлический блеск.

Нитриды ионного типа легко разлагаются водой и кислотами, проявляя основные свойства:

${\displaystyle {\mathsf {Li_{3}N+3H_{2}O\rightarrow 3LiOH+NH_{3}\uparrow }}}$.

${\displaystyle {\mathsf {Ca_{3}N_{2}+6H_{2}O\rightarrow 3Ca(OH)_{2}+2NH_{3}\uparrow }}}$.

Нагревание нитридов элементов V, VI и VIII групп приводит к их разложению с выделением азота, низших нитридов и твёрдых растворов азота в металлах. Нитриды бора, кремния, алюминия, индия, галлия и переходных металлов IV группы при нагревании в вакууме не разлагаются.

Окисление нитридов кислородом приводит к образованию оксидов металлов и азота. Взаимодействие нитридов с углеродом приводит к образованию карбидов и карбонитридов.

Нитриды ионного типа получаются при взаимодействии металлов с азотом при температурах 700—1200 °C.

Другие нитриды можно получить взаимодействием металла с азотом или аммиаком или восстановлением оксидов, хлоридов металла углеродом в присутствии азота или аммиака при высоких температурах.

Нитриды образуются также в плазме в дуговых, высокочастотных и сверхвысокочастотных плазмотронах. В последнем случае нитриды образуются как ультрадисперсные порошки с размером частиц 10-100 нм.

Тугоплавкие нитриды применяют в качестве огнеупорных и температуростойких материалов, твёрдые — в производстве твердосплавного и абразивного инструмента, как изностостойкие, жаропрочные и жаростойкие материалы. Для изготовления футеровки, тиглей, муфелей, чехлов термопар^[5]. Применяются также как катализаторы. А также в ядерной энергетике^[6].

• Нитрид диниобия
• Нитрид калия
• Нитрид лантана
• Нитрид лютеция
• Нитрид неодима
• Нитрид нептуния
• Нитрид олова
• Нитрид полония
• Нитрид селена
• Нитрид тетражелеза