Νιτρίδια και φωσφίδια

Το νιτρίδιο είναι μια ένωση αζώτου στην οποία το άζωτο έχει μια κατάλληλη κατάσταση οξείδωσης −3. Τα νιτρίδια είναι μια τεράστια κατηγορία ενώσεων με ευρύ φάσμα ιδιοτήτων και εφαρμογών.

Στη χημεία, ένα φωσφίδιο είναι μια ένωση που περιέχει το σωματίδιο P3− ή το ίδιο. Διάφορα φωσφίδια έχουν διαφορετικά σχέδια. Η πιο τακτική εμπειρία είναι τα δυαδικά φωσφίδια, (αυτά τα υλικά που αποτελούνται μόνο από φώσφορο και ένα λιγότερο ηλεκτραρνητικό συστατικό).

Χρήσεις νιτριδίων

Όπως τα καρβίδια, τα νιτρίδια είναι συχνά πυρίμαχα υλικά λόγω της υψηλής ενέργειας πλέγματος τους που αντανακλά την ισχυρή έλξη του "N3-" για το μεταλλικό κατιόν. Με αυτόν τον τρόπο, το κυβικό νιτρίδιο του βορίου, το νιτρίδιο του τιτανίου και το νιτρίδιο του πυριτίου χρησιμοποιούνται ως σκληρά υλικά επίστρωσης και κοπής. Το εξαγωνικό νιτρίδιο του βορίου με πολυεπίπεδο σχέδιο είναι μια χρήσιμη αλοιφή υψηλής θερμοκρασίας παρόμοια με το δισουλφίδιο του μολυβδαινίου. Οι ενώσεις νιτριδίου έχουν τακτικά τεράστια κενά ζώνης. Ως εκ τούτου, τα νιτρίδια είναι τυπικά προστατευτικά ή ημιαγωγοί μεγάλου κενού ζώνης. Τα μοντέλα ενσωματώνουν νιτρίδιο βορίου και νιτρίδιο πυριτίου. Το υλικό οπής ευρείας ζώνης, το νιτρίδιο του γαλλίου εκτιμάται για την παραγωγή μπλε φωτός σε LED. Όπως μερικά οξείδια, τα νιτρίδια μπορούν να διατηρήσουν το υδρογόνο και έχουν εξεταστεί σε σχέση με την ικανότητα υδρογόνου, για παράδειγμα, το νιτρίδιο του λιθίου.

Σημασία και παραδείγματα νιτριδίων και φωσφιδίων

Οι ενώσεις με τριπλές συνδέσεις μεταξύ μετάλλου και φωσφόρου είναι ασυνήθιστες. Τα βασικά μοντέλα έχουν την εξίσωση Mo(P)(NR2)3, όπου το R είναι ένας δυσκίνητος φυσικός υποκαταστάτης. Είναι γνωστά πολυάριθμα οργανοφωσφορικά. Τα κανονικά μοντέλα έχουν την εξίσωση R2PM, όπου το R είναι ένας φυσικός υποκαταστάτης και το M είναι ένα μέταλλο. Ένα μοντέλο είναι το διφαινυλοφωσφίδιο του λιθίου. Η δέσμη Zintl αποκτάται με διάφορα αντιόξινα μεταλλικά εξαρτήματα. Το ορυκτό schreibersite (Fe,Ni)3P είναι φυσιολογικό σε ορισμένα πεφταστέρια.

Ο χαρακτηρισμός μιας τέτοιας ποικίλης ομάδας ενώσεων είναι αυθαίρετος. Οι ενώσεις στις οποίες το άζωτο δεν έχει εκχωρηθεί −3 καταστάσεις οξείδωσης εξαιρούνται, για παράδειγμα, το τριχλωριούχο άζωτο όπου η κατάσταση οξείδωσης είναι +3, ούτε η αμμωνία και τα πολλά οργανικά της παράγωγα.

Στα νιτρίδια των ηλεκτρονίων του μπλοκ s, μόνο ένα αντιόξινο νιτρίδιο μετάλλου είναι σταθερό, το πορφυρό-ροζ νιτρίδιο του λιθίου (Li3N), το οποίο δομείται όταν το λίθιο καταναλώνεται σε κλίμα N2. Έχει δημιουργηθεί νιτρώδες νάτριο. Ωστόσο, παραμένει εργαστηριακό ενδιαφέρον. Τα νιτρίδια των βασικών μετάλλων της γης που έχουν την εξίσωση M3N2 είναι ούτως ή άλλως διάφορα. Τα μοντέλα ενσωματώνουν Be3N2, Mg3N2, Ca3N2 και Sr3N2. Τα νιτρίδια των ηλεκτροθετικών μετάλλων υδρολύονται αμέσως κατά την επαφή με το νερό, ενθυμούμενοι την υγρασία του αέρα, Mg3N2 + 6 H2O →3 Mg(OH)2 + 2 NH3.

Στα νιτρίδια των ηλεκτρονίων p-block, το νιτρίδιο του βορίου υπάρχει ως λίγες δομές. Τα νιτρίδια του πυριτίου και του φωσφόρου είναι επίσης γνωστά, αλλά μόνο το πρώτο είναι εμπορικά σημαντικό. Τα νιτρίδια του αλουμινίου, του γαλλίου και του ινδίου αποκτούν μια δομή βουρτζίτη που μοιάζει με πολύτιμο λίθο, στην οποία κάθε σωματίδιο έχει τετραεδρικές θέσεις. Για παράδειγμα, στο νιτρίδιο του αργιλίου, κάθε μόριο αλουμινίου έχει τέσσερα γειτονικά σωματίδια αζώτου στις άκρες ενός τετραέδρου και συγκριτικά κάθε ιώτα αζώτου έχει τέσσερις γειτονικές γιώτα αλουμινίου στις πλευρές ενός τετραέδρου.

Συμπέρασμα

Υπάρχουν διάφορα πολυφωσφορικά, τα οποία είναι στερεά που αποτελούνται από ανιονικές αλυσίδες ή δέσμες φωσφόρου. Τα φωσφίδια είναι τα λιγότερο ηλεκτραρνητικά ηλεκτρόνια εκτός από τα Hg, Te, Sb, Pb, Bi και Po. Μερικά φωσφίδια είναι επίσης υποατομικά. Τα νιτρίδια που περιέχουν τύπους λανθανιδών και ακτινιδών παρουσιάζουν λογικό ενδιαφέρον καθώς μπορούν να βοηθήσουν στον καθορισμό της ομοιοπολικότητας της συγκράτησης. Η φασματοσκοπία ατομικής ελκυστικής αντήχησης (NMR) παράλληλα με την έρευνα κβαντικής ουσίας έχει χρησιμοποιηθεί τακτικά για να αποφασιστεί πόσο δεσμοί νιτριδίου μετάλλου είναι ιοντικοί ή ομοιοπολικοί. Ένα μοντέλο, ένα νιτρίδιο ουρανίου, έχει την πιο αυξημένη γνωστή συνθετική μετατόπιση αζώτου-15.