Нитрид бериллия

Нитрид бериллия
Общие
Систематическое наименование	Нитрид бериллия
Хим. формула	Be3N2
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	55,04994 г/моль
Плотность	2,71 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	2200 °C
• кипения	2240 °C
Мол. теплоёмк.	64,642 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	–580,458 кДж/моль
Структура
Кристаллическая структура	кубическая
Классификация
Рег. номер CAS	1304-54-7
Рег. номер EINECS	215-132-6
SMILES	[Be+2].[Be+2].[Be+2].[N-3].[N-3]
InChI	InChI=1S/3Be.2N/q3*+2;2*-3 WOTJDIQGXDRAMC-UHFFFAOYSA-N
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Нитрид бериллия — химическое соединение с формулой Be₃N₂. Представляет собой желтый или желтовато-белый кристаллический порошок, разлагающийся во влажном воздухе.[1]

Получение и свойства

Нитрид бериллия состоит из двух полиморфных форм:

• α-Be₃N₂ (кубическая сингония, класс симметрии 3m, пространственная группа Ia3(T_h^7, структурный тип антифлюорита);
• β-Be₃N₂ (гексагональная сингония, класс симметрии 6/mmmm, пространственная группа P6₃/mmc(D_6h^4), собственный структурный тип).

Нитрид бериллия получают нагреванием порошка металлического бериллия с азотом в бескислородной атмосфере при температуре от 700 до 1400°C:[1][2]
${\displaystyle {\mathsf {3Be+N_{2}\longrightarrow Be_{3}N_{2}}}}$
При этом образуются разнообразные побочные продукты, в том числе азид бериллия и BeN₆.[1]

Химические свойства

Нитрид бериллия реагирует с минеральными кислотами с образованием соответствующих солей:
${\displaystyle {\mathsf {Be_{3}N_{2}+8HCl\longrightarrow 3BeCl_{2}+2NH_{4}Cl}}}$
В растворах щелочей нитрид бериллия энергично растворяется с выделением аммиака и образованием гидроксобериллатов: ${\displaystyle {\mathsf {Be_{3}N_{2}+6NaOH+6H_{2}O\longrightarrow 3Na_{2}[Be(OH)_{4}]+2NH_{3}}}}$
С холодной водой реагирует медленно, в горячей - быстро гидролизируется с образованием гидроксида бериллия и аммиака:
${\displaystyle {\mathsf {Be_{3}N_{2}+6H_{2}O\longrightarrow 3Be(OH)_{2}+2NH_{3}}}}$
Нитрид бериллия окисляется на воздухе при нагревании до 600°С:
${\displaystyle {\mathsf {2Be_{3}N_{2}+3O_{2}\longrightarrow 6BeO+2N_{2}}}}$
Реагирует с нитридом кремния Si₃N₄ в токе аммиака при 1800-1900°С с образованием BeSiN₂:
${\displaystyle {\mathsf {Be_{3}N_{2}+Si_{3}N_{4}\longrightarrow 3BeSiN_{2}}}}$
Нитрид бериллия при нагревании в вакууме способен разлагаться на металлический бериллий и газообразный азот:

${\displaystyle {\mathsf {Be_{3}N_{2}\longrightarrow 3Be+N_{2}}}}$

Применение

Нитрид бериллия используется в огнеупорной керамике, а также в ядерных реакторах и производстве радиоактивного углерода-14.[3]

Примечания

1. Wiberg E., Holleman A. F. Inorganic Chemistry. - Elsevier, 2001. - ISBN 0123526515
2. Химия и технология редких и рассеянных элементов: Учеб. пособие для вузов: Ч. I / Под ред. К. А. Большакова. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1976. - С.176.
3. Hugh O. P. Handbook of Refractory Carbides and Nitrides: Properties, Characteristics, Processing, and Applications. - William Andrew Inc., 1996. - ISBN 0815513925