Lithiumnitrid
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Lithiumnitrid ist, neben Natriumnitrid (Na3N), das einzig bekannte stabile Alkalimetallnitrid. Es ist ein hydrolyseempfindlicher rotbrauner Feststoff und reagiert mit Wasser zu Lithiumhydroxid und Ammoniak.[1]
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[Bearbeiten] Synthese
Lithiumnitrid wird durch Reaktion von Lithium mit Stickstoff hergestellt. Die Reaktion läuft schon bei Raumtemperatur (langsam) ab:
[Bearbeiten] Struktur
Die ungewöhnliche Struktur von Lithiumnitrid besteht aus einer hexagonal primitiven Anordnung von Nitridionen. Jedes Nitridion ist hexagonal bipyrimidal von 8 Lithium-Ionen koordiniert.[2]
[Bearbeiten] Eigenschaften
Lithiumnitrid ist ein feines, rot-braunes Pulver mit einer Dichte von 1.38 g·cm⁻³ bei Standardbedingungen. Es schmilzt bei 845 °C und ist unter Ausschluss von Feuchtigkeit und Luft stabil.[3]. Lithiumnitrid zählt zu den besten Ionenleitern. Allerdings spricht gegen eine Anwendung als Festelektrolyt in Batterien das zu niedrige Zersetzungspotential von 0,45 V. Außerdem ist Lithiumnitrid ein Beispiel für eine Superbase. Das N3--Ion reagiert dabei als Brønsted-Base. Lithiumnitrid kann sogar Wasserstoff deprotonieren. Dabei läuft folgende Reaktion ab:
Die Reaktion kann durch Erhitzen umgekehrt werden.
[Bearbeiten] Verwendung
Forscher der National University of Singapore entdeckten, dass Lithiumnitrid bis zu 9.3 % Wasserstoffgas aufnehmen kann. Dabei werden die Wasserstoffatome ins Kristallgitter des Nitrids eingelagert. Für eine Anwendung sind allerdings die notwendigen Temperaturen von 255 °C noch zu hoch.[4][5]
[Bearbeiten] Literatur/Referenzen
- ↑ E. Riedel (Hrsg.), C. Janiak, T.M. Klapötke, H.-J. Meyer Moderne Anorganische Chemie (2003); 2. Auflage; Walter de Gruyter(Berlin, New York)
- ↑ Struktur von Li3N
- ↑ Daten zu Lithiumnitrid bei Chemeatlllithium.com
- ↑ Bericht bei Wissenschaft.de
- ↑ Bericht bei Innovations-Report.de
