Stickstoff besitzt eine hohe Elektronegativität und kann mit vielen Elementen mit niedrigerer Elektronegativität eine Reihe von Nitriden bilden, darunter drei Arten von ionischen Nitriden, kovalenten Nitriden und Metallnitriden. Bornitrid
Die von Alkali- und Erdalkalimetallen gebildeten Nitride gehören zu den ionischen Nitriden. Ihre Kristallstruktur basiert hauptsächlich auf Ionenbindungen, wobei Stickstoff als N₃⁻ vorliegt. Diese Verbindungen werden auch als salzartige Nitride bezeichnet. Ionische Nitride sind chemisch reaktiver und hydrolysieren leicht zu den entsprechenden Hydroxiden und Ammoniak. Derzeit wird Li₃N als Beispiel für ionische Nitride verwendet. Li₃N ist ein tiefroter Feststoff mit hexagonalem Kristallsystem. Es besitzt eine Dichte von 1,27 g/cm³ und einen Schmelzpunkt von 813 °C. Es ist leicht zu synthetisieren und weist eine hohe Ionenleitfähigkeit auf. Es kann mit festem oder flüssigem Lithium kombiniert werden und ist einer der derzeit verfügbaren festen Lithiumelektrolyte.
Die von Elementen der Gruppen IIIA bis VIIA gebildeten Nitride sind kovalente Nitride, deren Kristallstruktur überwiegend aus kovalenten Bindungen besteht. Verbindungen aus Sauerstoff, Elementen der Gruppe VIIA und Stickstoff werden korrekterweise als Stickoxide und Stickstoffhalogenide bezeichnet. Die am häufigsten verwendeten kovalenten Nitride sind die Nitride der Elemente IIIA und IVA (z. B. BN, AlN, GaN, InN, C₃N₄ und Si₃N₄). Ihre Struktureinheit ähnelt dem Tetraeder des Diamanten, weshalb sie auch als Diamantnitride bezeichnet werden. Sie zeichnen sich durch hohe Härte, hohe Schmelzpunkte und gute chemische Stabilität aus. Die meisten von ihnen sind Kantenkörper oder Halbleiter. Sie finden breite Anwendung in Schneidwerkzeugen, Hochtemperaturkeramiken, mikroelektronischen Bauelementen und Leuchtstoffen.
Von Übergangsmetallen gebildete Nitride gehören zu den metallischen Nitriden. Stickstoffatome befinden sich in den Lücken des kubisch oder hexagonal dicht gepackten Metallgitters; diese Nitride werden auch als Infill-Nitride bezeichnet. Die chemische Formel dieser Nitride folgt keinem strengen stöchiometrischen Verhältnis, und ihre Zusammensetzung kann innerhalb eines gewissen Bereichs variieren. Die meisten metallischen Nitride besitzen eine NaCl-Struktur und die chemische Formel MN. Sie weisen im Allgemeinen metallähnliche Eigenschaften auf, wie metallischen Glanz, gute Leitfähigkeit, hohe Härte, hohen Schmelzpunkt, Beständigkeit gegen Beschädigung und Korrosion usw., und bieten vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten in Schneid-, Elektro- und Katalysatormaterialien.
Veröffentlichungsdatum: 19. November 2021