Нітрид

соед. Азоту з металами і більше електропозитивні, ніж N, неметалами. За типом хім. Зв'язку Н. ділять на іонні, ковалентні і металлоподобниє ( іон-но-ковалентно-металеві). Атоми азоту в Н. можуть приймати електрони партнера (утворюється стабільна електронна конфігурація s 2 p 6 ) або віддавати електрон партнеру (стабільна конфігурація sp 3 ). у першому випадку сполуки. мають чітко вираженої іонним зв'язком, у другому-типово металеві., причому в обох випадках х їх супроводжує певна частка ковалентного складової. Ковалентний зв'язок є основною в з'єднаннях азоту з бором і кремнієм.

Н. з переважно. іонним зв'язком утворюють метали I і II гр. периодич. системи (табл. 1), атоми яких брало мають зовн. s- електрони. Ці Н. мають склади, що відповідають звичайним валентним співвідношенням, що обумовлює їх іонний характер (вони піддаються гідролізу з виділенням NH 3 , мають високу електричні. опором, проявляють напівпровідникові св-ва).

До нековалентним Н. відносять бору нітрид, кремнію нітрид, а також алюмінію нітрид, Н. галію (див. Галій ) та індію (InN, кристалічні. решітка гексагональна, т. пл. 1200 ° С, DH 0 обp Ч17, 2 кДж / моль). Ковалентні Н. -діелектрікі; напівпровідники з широкою забороненою зоною.

Табл. 1. - властивості іонних нітриду

Н. з переважно. металевим зв'язком утворюють перехідні метали.Ці сполуки. характеризуються широкими областями гомогенності, високою електричні. провідність і її позитивним температурним коеф. , Високими т-рами плавлення, твердістю, високою ентальпії освіти (табл. 2).

Табл. 2. -Властивості металоподібними нітриду

* Т-ра розкладання.

Мех. св-ва Н. залежать від міцності хім. зв'язку, ступеня її ковалентності, а також від структури (величини зерен, стану кордонів зерен, ступеня дефектності кристалічної. решітки). Більшість Н. дуже тверді й тендітні в-ва, їх пластич. деформація можлива тільки при високих т-рах і напружених.

При нагр. на повітрі і в середовищі Про 2 Н. руйнуються з утворенням оксидів і виділенням в осн. N 2 . H. бору, Si, Al, In, Ga і перехідних металів IV гр. стійкі при нагр. в вакуумі, Н. елементів V, VI і VIII гр. розкладаються з виділенням N 2 і последоват. освітою нижчих нітридів і твердих розчинів азоту в металах. З вуглецем Н. взаємодій. з утворенням карбідів, а також твердих розчинів Н. і карбідів-к а р б о н і т р і д о в. Н. металів I і II гр. легко гідролізуються, розкладаються мінер. к-тами і розчинами лугів. Н. перехідних металів, Al, In, Ga, а також В і Si стійкі до дії більшості к-т і лугів, що не взаємодій. з водою.

Отримують H, з елементів при високих т-рах в атмосфері N 2 або NH 3 , а також відновленням оксидів і гало-генідов металів у присутності. азоту. Синтез з елементів може здійснюватися Е режимі горіння, т. К. В результаті р-ції виділяється велика кількість тепла, або в плазмі в дугових, високочастотних і сверхвисокочастотния плазми-Мотрона. В результаті швидкого охолодження з парогаза-вої суміші плазмовим методом отримують ультрадисперсні порошки Н.з розміром частинок 10-100 нм.

Відновлення оксидів у присутності. азоту з утворенням нітридів відбувається за схемою:

М'-метал-відновник, Х-неметаллич. відновник (вуглець, кремній, бор і т. д.).

Найчастіше відновником є ​​вуглець. Однак при відновленні оксидів карбидообразующих металів кінцевий продукт р-ції може являти собою не чистий Н., а карбонітриду. Н. отримують також відновленням газоподібних галогенідів металів аміаком або сумішшю N 2 і Н 2 по р-ціям типу:

Ці р-ції проходять зазвичай при т-рах вище 800 ° С. Осадження Н. з газової фази використовують зазвичай для отримання покриттів-Отримують Н. також тримаючи. розкладанням аммиакатов галогенідів металів.

Компактні вироби з порошків Н. отримують спіканням попередньо спресованих порошків, гарячим пресуванням, реакц. спеканием. Спікання заготовок, спресованих з порошків Н., може здійснюватися в середовищі N 2 , азотовмісних відновить. газів або у вакуумі. Гарячим пресуванням отримують вироби з меншою залишковою пористістю, ніж при спіканні. Однак застосовувані при гарячому пресуванні графітові пресформи служать джерелом забруднення Н. вуглецем. Реакц. спікання поєднання процесів освіти Н. і їх спікання - інтенсифікує ущільнення виробів в порівнянні зі звичайним спіканням попередньо спресованих заготовок з порошків заздалегідь отриманих Н. Уд. обсяг утворюється фази Н. більше уд. обсягу вихідного металу, що призводить до зниження пористості.

Області застосування Н. вельми різноманітні. Наїб. розвинене використання вогнетривких св-в деяких ковалентних H. -BN, SiN, AlN, а також їх складних соед. і разл.матеріалів на їх основі. Н. використовують для футерування, виготовлення вогнетривких тиглів, муфелей, чохлів термопар, кріплення транзисторів, цоколів електронних ламп, пристроїв ядерної техніки, високотемпературної мастила, в произове твердосплавного і абразивного інструменту та ін. Металоподібними Н. перехідних металів - компоненти твердих сплавів, їх використовують при произове вогнетривких тиглів, човників для випаровування Аl, як зносостійких покриттів на твердосплавних різальних інструменті, для поверхневого зміцнення деталей машин і механізмів. Н. входять до складу жароміцних і жаростійких композиції. матеріалів, в т. ч. керметів.

Див. також Плутония нітрид, Титана нітрид, Урана нітриди.

Літ. : Самсонов Г. В., Нітриди, К., 1969; Той Л., карбід і нітрид перехідних металів, пров. з англ. , М., 1974; Самсонов Г. В., Вінницький І. М., Тугоплавкі сполуки. Довідник, 2 видавництва. , М., 1976; Бол-гap А. С., Литвиненко В. Ф., Термодинамічні властивості нітридів, К., 1980; Властивості, отримання та застосування тугоплавких сполук. Довідник, під ред. Т. Я. Косолапова, М., 1986. Ю. В. Левинський.


Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.