氮化鎂(Mg3N2)是一種由氮和鎂組成的無機化合物,化學式為Mg3N2,分子量為100.9494。在室溫下,純凈的氮化鎂呈黃綠色粉末,但含有氧化鎂雜質的氮化鎂呈灰白色。與許多金屬氮化物一樣,氮化鎂與水反應會產生氨。制備氮化鎂的方法之一是將鎂在氮氣中燃燒。氮化鎂常被用作觸媒。
物理性質
氮化鎂(Mg3N2)屬于立方晶系,在室溫純凈的氮化鎂下為黃綠色的粉末,但含有一部分氧化鎂雜質的氮化鎂是灰白色的。能溶于酸,微溶于乙醇和乙醚。
化學性質
氮化鎂和許多金屬氮化物一樣,會和水反應產生氨。其反應方程式為:Mg3N2(s) + 6 H2O(l) → 3 Mg(OH)2(aq) + 2 NH3(g)。與酸或含水的非金屬氧化物反應,生成銨鹽和檸檬酸鎂。
基本內容
氮化鎂氮化鎂(Mg3N2)屬于化合物;六方晶系;呈微黃色。其應用范圍非常廣泛;氮化鎂可用做:
1、制備高硬度、高熱導、抗腐蝕、抗磨損和耐高溫的其它元素的氮化物時作為催化劑。第一次成功合成氮化硼時,使用的催化劑就是氮化鎂;
2、用于特殊陶瓷材料的制備;作為添加劑時,可改善燒結性能,提升陶瓷的致密度與力學性能。
3、制造特殊的合金的發泡劑;
4、用于制造特種玻璃;
5、催化聚合物交連;
6、核廢料的回收;
7、用于人造金剛石合成的觸媒及立方氮化硼的觸媒材料;
8、用于高強度鋼冶煉的添加劑等。氮化鎂(Mg3N2)替代建筑鋼材冶煉中的脫硫鎂,有利的提高鋼材的密度、強度、拉力及承受力。另外使用氮化鎂(Mg3N2)脫硫,可以適量減少其他添加劑,從而有助于降低建筑鋼材的生產成本。
制備方法
要制備氮化鎂,可將鎂帶在氮氣中燃燒而成。其反應方程式為:3Mg + N2→ MgN。以上反應如果氮氣不純則易生成含氧化鎂的產品。在干燥的NH3氣體中反應的方法就更好些。將鎂屑置于瓷舟或燒結氧化鎂舟中,舟裝在瓷管中,瓷管一端連接T形管,T形管一端可通入干燥的氨氣,另一端可通入氮氣。瓷管末端連接U形管,管中裝有干燥劑,一半是小片狀的CaO,另一半是小片狀的氫氧化鉀。反應管排出的氣體被吸收裝置吸收,吸收裝置是兩個盛有硫酸的錐形瓶。為防止發生倒吸,第一個吸收瓶的導管不要插到稀硫酸液面之下。向瓷管中通入干燥的NH3和N2,至第二個吸收瓶不再冒出氣泡時,說明瓷管內空氣已經趕凈。升溫至800~850℃,加熱鎂粉4h,鎂粉變得熾熱,標志著反應的開始,與此同時必有H2產生。反應過程中NH3的氣壓要大于外界大氣壓,以免倒吸。反應結束,關閉NH3,保持原來的溫度繼續通N2 1.5h,以除去被吸附在Mg3N2上的NH3·Mg3N2極易潮解,必須保存在干燥的容器中。若將鎂帶在空氣中燃燒,除了會產生氧化鎂之外,也會產生一些氮化鎂。
儲存方式
因為氮化鎂容易與水反應分解,因此需要真空密封保存,防水、防潮。
安全信息
安全術語
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of H?O and seek medical advice.眼睛接觸后,立即用大量水沖洗并征求醫生意見。
S36:Wear suitable protective clothing.穿戴適當的防護服。
風險術語
R36/37/38:Irritating to eyes, respiratory system and skin.刺激眼睛、呼吸系統和皮膚。
計算化學數據
1、氫鍵供體數量:0
2、氫鍵受體數量:2
3、可旋轉化學鍵數量:0
4、拓撲分子極性表面積(TPSA):2
5、重原子數量:5
6、表面電荷:0
7、復雜度:8.9
8、同位素原子數量:0
9、確定原子立構中心數量: 0
10、不確定原子立構中心數量:0
11、確定化學鍵立構中心數量:0
12、不確定化學鍵立構中心數量:0
13、共價鍵單元數量:2
用途和歷史
氮化鎂在1957年時被化學家Robert H. Wentorf, Jr.用作合成立方氮化硼的催化劑。在第一次成功合成立方氮化硼時,使用的催化劑就是氮化鎂。Wentorf在嘗試將六方氮化硼變為立方氮化硼時,使用了鎂作為催化劑,最終成功合成立方氮化硼。氮化鎂還被應用于合成鋁氮化物納米晶體、立方硼化氮以及鋁和第三族元素的氮化物。此外,氮化鎂也被提議作為化石燃料無氮化過程的中間體。
氮化鎂(Mg3N2)是一種由氮和鎂組成的無機化合物,化學式為Mg3N2,分子量為100.9494。在室溫下,純凈的氮化鎂呈黃綠色粉末,但含有氧化鎂雜質的氮化鎂呈灰白色。與許多金屬氮化物一樣,氮化鎂與水反應會產生氨。制備氮化鎂的方法之一是將鎂在氮氣中燃燒。氮化鎂常被用作觸媒。
參考資料 >
[科普中國]-氮化鎂.科普中國網.2024-09-12
輸入計算其摩爾質量和元素的組合物的化學式: .化學之窗.2024-09-12
氮化鎂物理化學性質.化源網.2024-09-12