Brontekst bekijken van Lithiumnitride

{{Infobox chemische stof
| Naam = Lithiumnitride
| afbeelding1 = Lithium-nitride-xtal-CM-3D-polyhedra.png
| onderschrift1 = Eenheidscel van <chem>Li3N</chem>, ball and stick model
| afbeeldingbreedte1 = <!-- bij niet invullen wordt de totale breedte van de infoboxkolom gebruikt, de eenheid px wordt door het sjabloon bijgeplaatst. -->
| afbeelding2 = Structure_Li3N.svg
| onderschrift2 = Kristalstructuur van <chem>Li3N</chem>
| afbeeldingbreedte2 = <!-- zie afbeeldingbreedte1 -->
| afbeelding3 = 
| onderschrift3 = 
| afbeeldingbreedte3 = <!-- zie afbeeldingbreedte1 -->
| afbeelding4 = 
| onderschrift4 = 
| Formule = <chem>Li3N</chem>
| Molgewicht = 34,83
| SMILES = [Li]N([Li])[Li]
| InChI = 
| IUPAC = 
| AndereNamen = Trilithiumnitride
| CAS = 26134-62-3
| EINECS = 247-475-2
| EG = 
| VN = 
| PubChem = 520242
| Wikidata = Q413407
| Beschrijving = rood-purperen vaste stof
| Vergelijkbaar = 
| AfbWaarsch = {{Pictogram GHS|F|C}}
| TekstWaarsch = Gevaar
| Rzinnen = {{H260}} - {{H314}}
| EUHzinnen = 
| Szinnen = {{P223}} - {{P231+P232}} - {{P260}} - {{P264}} - {{P280}} - {{P301+P330+P331}} - {{P303+P361+P353}} - {{P304+P340}} - {{P305+P351+P338}} - {{P310}} - {{P321}} - {{P335+P334}} - {{P363}} - {{P370+P378}} - {{P402+P404}} - {{P405}} - {{P501}}
| Carcinogeen = 
| Hygroscopisch = 
| Omgang = 
| Opslag = 
| ADR = 
| MAC = 
| LethaalRat = 
| LethaalKonijn = 
| LethaalMuis = 
| LethaalKip = 
| Aggregatie = 
| Kleur = 
| Dichtheid = 1,270
| Smeltpunt = 813
| Kookpunt = 
| Sublimatiepunt = 
| Vlampunt = 
| Zelfontbranding = 
| Dampdruk = 
| Brekingsindex = 
| Oplosbaarheid = reageert
| GoedOplIn = 
| MatigOplIn = 
| SlechtOplIn = 
| OnoplIn = 
| Dipoolmoment = 
| LogPow = 3,24
| Viscositeit = 
| Kristalstructuur = 
| fG0g = 
| fG0l = 
| fG0s =<ref name="Du" /> -207
| fH0g = 
| fH0l = 
| fH0s = 
| S0g = 
| S0l = 
| S0s = 
| Cpm0 = 
| Evenwicht = 
| KlassiekeAnalyse = 
| Spectra = 
| NutrientType = 
| Essentieel = 
| Voorkomen = 
| ADI = 
| AdditiefType = 
| E-nummer = 
}}

'''Lithiumnitride''' is een [[Samengestelde stof|chemische verbinding]] met de formule <chem>Li3N</chem>. Het is het enige stabiele alkali-nitride. De vaste stof heeft een rood-roze kleur en een hoog smeltpunt.<ref>Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. {{ISBN|978-0-08-037941-8}}</ref> Naast <chem>Li3N</chem> zijn ook bij hogere drukken <chem>LiN2, \ LiN</chem> en <chem>LiN5</chem> bekend.<ref name="Du">Toegevoegd vanuit de [https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Lithiumnitrid&oldid=217077555 Duitse Wikipedia] naar de tekst van 18 juni 2023. [https://web.archive.org/web/20240412065738/https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Lithiumnitrid&oldid=217077555 Gearchiveerd] op 12 april 2024.</ref><ref name="DOI10.1021/acs.inorgchem.8b01325">Dominique Laniel, Gunnar Weck, Paul Loubeyre: ''Direct Reaction of Nitrogen and Lithium up to 75 GPa: Synthesis of the Li3N, LiN, LiN2, and LiN5 Compounds.'' In: ''Inorganic Chemistry.'' 57, 2018, S.&nbsp;10685, {{DOI|10.1021/acs.inorgchem.8b01325}}.</ref>

== Synthese en risico ==
Lithiumnitride wordt verkregen door de directe reactie tussen lithium en stikstofgas.<ref>E. Döneges "Lithium Nitride" in ''Handbook of Preparative Inorganic Chemistry'', 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, New York. Vol. 1. p. 984.</ref>
:<chem>6 Li \ + \ N2 \ \longrightarrow \ 2 Li3N</chem>
In plaats van metallisch lithium in een stikstofatmosfeer te verbranden wordt een oplossing van lithium in vloeibaar natrium met stikstofgas behandeld. Deze reactie verloopt al bij kamertemperatuur, maar dan erg langzaam. De reactie wordt meestal uitgevoerd bij ongeveer 100 ᐤC, een temperatuur net boven de smelttemperatuur van natrium.<ref name="Du" />

Lithiumnitride reageert heftig met water, waarbij ammoniak ontstaat:
:<chem>Li3N \ + \ 3 H2O \ \longrightarrow \ 3 LiOH \ + \ NH3</chem>

Wordt lithiumnitride in een waterstofstroom verhit, dan ontstaat via [[lithiumamide]] <chem>(LiNH2)</chem> en [[lithiumimide]] <chem>(Li2NH)</chem> uiteindelijk [[lithiumhydride]] en stikstofgas:<ref name="Du" /><ref name="Abegg">R. Abegg, F. Auerbach, I. Koppel: ''Handbuch der anorganischen Chemie''. 2. Band, 1. Teil, Verlag S. Hirzel, 1908, S. 134 ([http://www.archive.org/stream/handbuchderanor00koppgoog#page/n154/mode/1up Volltext]).</ref><ref name="Hofmann">K. A. Hofmann: ''Lehrbuch der anorganischen Chemie.'' 2. Auflage, Verlag F. Vieweg & Sohn, 1919, S.&nbsp;441 ([http://www.archive.org/stream/lehrbuchderanorg00hofmrich#page/440/mode/2up Volltext]).</ref>
:<chem>2 Li3N \ + \ 3 H2 \ \longrightarrow \ 6 LiH \ + \ N2 \uparrow</chem>

== Structuur en eigenschappen ==
<chem>\alpha Li3N</chem> (stabiel onder [[standaardomstandigheden]]) heeft een ongebruikelijke kristalstructuur: het bestaat uit twee soorten lagen. De ene heeft de samenstelling <chem>Li2N^{-}</chem>, de stikstof-atomen zijn hierin 6 gecoördineerd, de andere laag bestaat uitsluitend uit lithium-kationen.<ref>{{Citeer journal |author1=Barker M. G. |author2=Blake A. J. |author3=Edwards P. P. |author4=Gregory D. H. |author5=Hamor T. A. |author6=Siddons D. J. |author7=Smith S. E. | journal = Chemical Communications | year = 1999 | pages = 1187–1188 | doi = 10.1039/a902962a | title = Novel layered lithium nitridonickelates; effect of Li vacancy concentration on N co-ordination geometry and Ni oxidation state | issue = 13}}</ref>

Naast de alfa-vorm zijn ook <chem>\beta Li3N</chem> en <chem>\gamma Li3N</chem> bekend. De beta-vorm ontstaat uit de alfa-vorm bij {{nowrap|1=4200 bar = 4,2∙10<sup>8</sup> Pa}} met dezelfde kristalstructuur als [[natriumarsenide]]. <chem>\gamma Li3N</chem> ontstaat uit de beta-vorm bij een druk van {{nowrap|1= ongeveer 4∙10<sup>10</sup> Pa}} en heeft dezelfde kristalstructuur als <chem>Li3Bi</chem>.<ref name="his1">{{Citeer boek | title =Solid-State Hydrogen Storage: Materials and Chemistry| editor-first = G| editor-last = Walker| at = §16.2.1 Lithium nitride and hydrogen:a historical perspective|year = 2008}}</ref>

Lithiumnitride is een goede ionengeleider (ladingtransport via ionen in plaats van elektronen).<ref name="Du" /><ref name=":0">{{Chemref| Author = Albrecht Rabenau| ArtikelTitel = Lithiumnitrid und verwandte Stoffe, Ihre wissenschaftliche und praktische Bedeutung. Sila-Substitutionen| Pag_a = 12| Jaar = 1981| Uitgever = Westdeutscher Verlag GmbH| Uitgeefplaats = Opladen| ISBN = 978-3-663-01758-5| GoogleID = PEyfBwAAQBAJ| GooglePG = 12}}</ref>

== Toepassingen<ref name="Du" /> ==
In de [[metallurgie]] wordt lithiumnitride toegepast om stikstof aan legeringen toe te voegen.<ref name="perry">D. L. Perry, S. L. Phillips: ''Handbook of Inorganic Compounds: An Electronic Database.'' CRC Press, 1995, {{ISBN|978-0-8493-8671-8}}, S. 228.</ref>

Lithiumnitride wordt in combinatie met [[brandstofcel]]len ook onderzocht als [[Waterstofopslag|opslagmedium voor waterstof]], omdat het door reactie tot 9,3 gewichts% waterstof kan opnemen. De reactie verloopt via lithiumimide en lithiumamide. Omdat de reactie tussen het imide en het amide reversibel is, komt het practische waterstofgehalte uit op 7%. Voor een practische toepassing is momenteel (2023) de werktemperatuur van ongeveer {{nowrap|1=255 °C}} te hoog.<!--
--><ref>{{Chemref| Author = Jan Oliver Löfken| ArtikelTitel = Neuer Wasserstoffspeicher aus Lithiumnitrid entdeckt| Tydschrift = Bild der Wissenschaft| Jaar = 2019-09-08| WEB = https://www.wissenschaft.de/technik-digitales/neuer-wasserstoffspeicher-aus-lithiumnitrid-entdeckt/}}. [https://web.archive.org/web/20230618203139/https://www.wissenschaft.de/technik-digitales/neuer-wasserstoffspeicher-aus-lithiumnitrid-entdeckt/ Gearchiveerd] op 18 juni 2023.</ref><!--
--><ref>{{Chemref| ArtikelTitel = Neues Speichermedium für Wasserstoff entwickelt| Tydschrift = innovations-report.de| Jaar = 2002-11-25| WEB = https://www.innovations-report.de//html/berichte/energie-elektrotechnik/bericht-14739.html| WEBdatum = 2017-09-03}}</ref><!--
--><ref>{{Chemref| Author = Ping Chen, Zhitao Xiong, Jizhong Luo, Jianyi Lin, Kuang Lee Tan| ArtikelTitel = Interaction of hydrogen with metal nitrides and imides| Tydschrift = Nature| Jaargang = 420| Tydschrfnr = 6913| Pag_a = 302| Pag_z = 304| Jaar = 2002| DOI = 10.1038/nature01210}}</ref>
:<chem>Li2N \ + \ 2 H2 \ \longrightarrow \ Li2NH \ + \ LiH \ + \ H2 \ _{\longrightarrow}^{\longleftarrow} \ LiNH2 \ + \ 2 LiH</chem>

{{Appendix|2=
* {{Bronvermelding anderstalige Wikipedia|taal=en|titel=Lithium nitride|oldid=1159811251|datum=20230618}}
----
{{References}}
}}

[[Categorie:Verbinding van stikstof]]
[[Categorie:Verbinding van lithium]]