ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Взаимодействие элементов с азотом из "Свойства элементов Часть 2 Издание 2" При взаимодействии элементов Периодической системы с азотом образуются нитриды. [c.230] Атом азота в изолированном состоянии имеет 5 р -конфигурацию валентных электронов. При образовании соединений с атомами других элементов в зависимости от электронного строения последних -конфигурация может или достраиваться до стабильной 5 / -конфигурации за счет приема электронов от партнеров по соединениям или перестраиваться за счет 5- -р-пе-реходов, например, в 5/ -конфигурацию, один из электронов которой легко может быть передан партнеру — акцептору, в результате чего в конечном счете атом азота приобретает 5/7 -конфигурацию. Эти случаи являются предельными и достигаются в чистом виде, вероятно, не в очень большом числе соединений азота в большинстве случаев следует ожидать образовакия обеих устойчивых конфигураций с различным статистическим весом. [c.230] Нит риды щелочных металлов, относящиеся к группе ио нно-ковалентных нитридов, представляют собой малоустойчивые соединения, которые под действием воды легко разлагаются с образованием аммиака, легко реагируют с хлором, фосфором, серой при температуре 600—700 К, при нагревании в водороде переходят в гидриды, при обычной температуре устойчивы в сухом воздухе. Нитриды щелочноземельных металлов, также относящиеся к ионно-ковалентным нитридам, являются более устойчивыми они разлагаются на элементы лишь при температурах плавления некоторые из них вполне устойчивы при нормальной температуре на воздухе. [c.230] Все ионно-ковалентные нитриды имеют высокое удельное электросопротивление и являются полупроводниками с различными значениями ширины запрещенной зоны. [c.231] Нитриды, образуемые переходными металлами, характеризуются большой прочностью химической связи, обусловленной участием в связях между атомами металлов и азота не только внешних в-электронов, но и внутренних й- и f-элeктpoнoв незаполненных оболочек (образование гибридных врс - и 5р/-функций связи). Вследствие этого нитриды переходных металлов, как правило, представляют собой тугоплавкие вещества, обладающие высокими твердостью, теплопроводностью, химической стойкостью, жаростойкостью и жаропрочностью и металлической электропроводностью. [c.231] Характерным для нитридов переходных металлов является образование ими фаз внедрения, т. е. фаз с простыми структурами, построенными по типу внедрения атомов неметалла в кристаллические решетки металлов (гранецентрирован-ные кубические и плотноупакованные гексагональные). Это объясняется тем, что большая часть нитридов переходных металлов удовлетворяет правилу Хэгга ( н ме 0,59, где гм — радиус атома азота и гме — радиус атома металла). Природа металлоподобных нитридов как фаз внедрения обусловливает высокую твердость и высокую износостойкость, практическое отсутствие пластичности при обычных температурах, высокую хрупкость и относительно невысокие прочие механические (прочностные) свойства. Характерным свойством нитридов этой группы является наличие широких областей гомогенности. Они являются типичными бертолидами. В пределах области гомогенности свойства металлоподобных нитридов резко меняются при уменьшении содержания азота в нитаидах по отношению к стехиометрическому составу усиливаются связи Ме — Ме и ослабляются связи Ме — N. что приводит к появлению энергетических разрывов между -состояниями атомов переходных металлов и р-состояниями атомов азота с соответственным изменением металлической проводимости на полупроводниковую, уменьшением твердости, снижением теплот образования, уменьшением химической стойкости и теплопроводности, увеличением ширины запрещенной зоны. [c.231] Нитриды переходных металлов (молибдена, рения, вольфрама, железа, никеля, кобальта), имеющие -электронные оболочки, достроенные более чем наполовину (т. е. более 5й-электронов), имеют преимущественно ионный тип связи и обладают полупроводниковыми свойствами. Химическая стойкость этих нитридов при нагревании значительно меньше, чем нитридов переходных металлов с -оболочками, заполненными менее чем наполовину (титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал). Многие металлоподобные нитриды являются хорошими сверхпроводниками. [c.231] В таблице приведены методы получения и некоторые свойства соединений, образуемых элементами с азотом. [c.231] Нитриды ЛiesN образуются при взаимодействии металлов с азотом, переведенным в атомарное состояние электриче-сиим разрядом, ил и нагреванием гидридов МеН в токе азота. [c.232] Легко разлагаются во влажном воздухе, растворах минеральных кислот и щелочей вступают в реакции с хлором, серой и фосфором, при нагревании окисляются кислородом воздуха. [c.232] Са Нг образуется при нагревании метал-лич ого кальция в токе азота или аммиака при 500—вОСУ С. Гидролизуется во влажном воздухе разлагается разбав-леиными минеральными кислотами. [c.233] Кубический нитрид (Р-фаза) образуется ири аллотропном превращении гексагонального нитрида бора под давлением 62000 ат и лри температурах выше 1 250°С в присутствии катализаторов (щелочных и щелочноземельных металлов или их нитридов). [c.236] Нитриды тория образуются при взаимодействии металлического тория с азотом или аммиаком при температуре 800—1200°С, пря нагревании ТЬОг с магнием в среде азота, при термическом разложении галогенидов в среде азота. [c.238] Вернуться к основной статье