อ่าน 6 นาที
ไฮดริโดไนไตรด์
ใน วิชาเคมี ไฮ ดริโดไนไตรด์ ( ไนไตรโดไฮไดรด์ , ไนไตรด์ไฮไดรด์ หรือ ไฮไดรด์ไนไตรด์ ) คือ สารประกอบทางเคมี ที่ประกอบด้วยไอออน ไฮไดรด์ ( H⁻ ) และ ไอออนไนไตรด์ ( N³⁻ ) สารประกอบ อ...
ไฮดริโดไนไตรด์
ในวิชาเคมีไฮดริโดไนไตรด์ ( ไนไตรโดไฮไดรด์ , ไนไตรด์ไฮไดรด์หรือไฮไดรด์ไนไตรด์ ) คือสารประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยไอออนไฮไดรด์ ( H⁻ )และไอออนไนไตรด์( N³⁻ )สารประกอบอนินทรีย์เหล่านี้แตกต่างจากอะไมด์และอิไมด์อนินทรีย์ตรงที่ไฮโดรเจนไม่ได้สร้างพันธะกับไนโตรเจน และโดยทั่วไปจะมีสัดส่วนของโลหะมากกว่า
โครงสร้าง
ไอออนไฮไดรด์H −มีเสถียรภาพเมื่อถูกล้อมรอบด้วยธาตุที่มีประจุบวกเช่นแอลคาไลหรือแอลคาไลน์เอิร์ธ [ 1 ] สารประกอบควอเทอร์นารีมีอยู่ซึ่งไนโตรเจนสร้างสารเชิงซ้อนที่มีพันธะกับธาตุทรานซิชันหรือธาตุหมู่หลัก ไฮไดรด์จำเป็นต้องมีธาตุแอลคาไลน์เอิร์ธอีกตัวหนึ่ง[ 1 ]
การผลิต
ไฮดริโดไนไตรด์อาจผลิตได้โดยกระบวนการที่เรียกว่าการสังเคราะห์อุณหภูมิสูงแบบแพร่กระจายเอง (SHS) โดยที่ไนไตรด์โลหะจะถูกจุดไฟในบรรยากาศไฮโดรเจน[ 2 ]
โลหะ (Ti, Zr, Hf, Y) สามารถจุดติดไฟได้ในบรรยากาศที่ผสมไฮโดรเจนและไนโตรเจน และไฮดริโดไนไตรด์จะก่อตัวขึ้นแบบคายความร้อน[ 3 ]
เทคนิค ฟลักซ์โลหะหลอมเหลวเกี่ยวข้องกับการละลายไนไตรด์และไฮไดรด์ของโลหะในโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธหลอมเหลวส่วนเกิน โดยการให้ความร้อนจนทุกอย่างหลอมเหลว แล้วจึงทำให้เย็นลงจนเกิดผลึก แต่โลหะยังคงเป็นของเหลว การระบายโลหะเหลว (และการปั่นเหวี่ยง ) จะทิ้งผลึกไฮไดรโดไนไตรด์ไว้เบื้องหลัง โลหะหลอมเหลวยูเทคติกช่วยให้สามารถทำให้เย็นลงได้มากขึ้น[ 1 ]
หากใช้โลหะอัลคาไลเหลวเป็นฟลักซ์ในการปลูกผลึกไฮดริโดไนไตรด์ โลหะส่วนเกินสามารถกำจัดออกได้โดยใช้แอมโมเนียเหลว[ 4 ]
คุณสมบัติ
ไฮดริโดไนไตรด์บางชนิดไวต่อไอน้ำในอากาศ[ 5 ]สำหรับสารประกอบที่ไม่เป็นสัดส่วนเมื่อสัดส่วนของไฮโดรเจนเพิ่มขึ้น ขนาดของเซลล์หน่วยก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้นไฮโดรเจนจึงไม่ได้แค่เติมเต็มช่องว่าง[ 6 ]เมื่อถูกความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงเพียงพอ ไฮดริโดไนไตรด์จะสูญเสียไฮโดรเจนก่อนเพื่อสร้างไนไตรด์โลหะหรือโลหะผสม[ 7 ]
ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง
มีการอ้างว่าลูเทเซียมไฮไดรด์ที่เจือด้วยไนโตรเจนเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องได้ถึง 21°C ที่ความดัน 1 GPaซึ่งต่ำกว่าโพลีไฮไดรด์อื่น ๆ อย่างมาก [ 8 ]สิ่งนี้ถูกเรียกว่า "สสารสีแดง" [ 9 ]เนื่องจากมีสีแดงภายใต้ความดันสูง แต่เป็นสีน้ำเงินในสภาวะแวดล้อมปกติ[ 10 ] [ 11 ]ข้ออ้างนี้ได้รับการตั้งข้อสงสัยบ้าง เนื่องจากมาจากทีมเดียวกันกับที่เคยอ้างในลักษณะเดียวกันซึ่งถูกถอนโดยNatureในปี 2022 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]รวมถึงการอ้างว่าพบไฮโดรเจนโลหะแข็งในปี 2016 และข้อกล่าวหาอื่นๆ[ 17 ]ความพยายามครั้งแรกในการจำลองผลลัพธ์ล้มเหลว[ 18 ] [ 19 ] Ashcroftเสนอว่าไฮโดรเจนโลหะสามารถนำยิ่งยวดได้ในปี พ.ศ. 2511 [ 20 ]ที่ความดันสูง และในปี พ.ศ. 2547 ในทำนองเดียวกันว่าไฮไดรด์กลุ่ม IVa ที่มีความหนาแน่นสูง (ในฐานะวัสดุใหม่) ก็สามารถเป็นตัวนำยิ่งยวดได้ที่ความดันที่เข้าถึงได้ง่ายกว่า[ 21 ]
รายการ
| ชื่อ | สูตร | ระบบ | กลุ่มอวกาศ | หน่วยเซลล์ (ความยาวเป็น Å ปริมาตรเป็น Å 3 ) | โครงสร้าง | ความคิดเห็น | ออปติคอล | อ้างอิง |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ลิเธียมไนไตรด์ไฮไดรด์ลิเธียมไฮไดรโดไนไตรด์ | Li 4 NH | เตตระโกนัล | ฉัน 4 1 / a | a = 4.9865, c = 9.877, V = 234.9, Z = 4 | สีเหลือง | [ 4 ] | ||
| แคลเซียมไฮดริโดไนไตรด์ | Ca 2 NH | ลูกบาศก์ | เอฟดี 3 ม. | a = 10.13, Z = 16 | สีน้ำตาล-ดำ | [ 5 ] | ||
| ไตรแคลเซียมซิลิคอนไตรไนไตรด์ไฮไดรด์ | Ca 3 SiN 3 H | โมโนคลินิก | ซี 2/ ซี | a = 5.236, b = 10.461, c = 16.389, β = 91.182°, Z = 8 | SiN 4เตตระเฮดราเรียงเป็นโซ่, Ca 6 Hออกตาเฮดรา | [ 1 ] [ 22 ] | ||
| ไทเทเนียมไฮดริโดไนไตรด์ | ไทเอ็น0.3เอช1.1 | [ 6 ] | ||||||
| Ti 0.7 V 0.3 N 0.23 H 0.8 | [ 6 ] | |||||||
| Ca 3 CrN 3 H | หกเหลี่ยม | P 6 3 / ม. | ก= 7.22772 ค=5.06172 Z=2 โวลต์=228.998 | [ 23 ] | ||||
| เฮกซาแคลเซียมไดโครเมียมเฮกซาไนไตรด์ไฮไดรด์ | Ca 6 Cr 2 N 6 H | อาร์3 | a = 9.0042, c = 9.1898, Z = 3 | CrNระนาบ6−3, CrN5−3, ทรงแปดเหลี่ยมCa 6 H 11+ | [ 1 ] [ 24 ] | |||
| สตรอนเทียมไฮดริโดไนไตรด์ | เซอร์2เอ็นเอช | อาร์3 ม. | a = 3.870, c = 18.958 | สีส้มเหลืองหรือสีดำ | [ 25 ] | |||
| ลิเธียมไดสตรอนเทียมไดไฮไดรด์ไนไตรด์ | LiSr 2 H 2 N | ออร์โธรอมบิก | พีเอ็นเอ็มเอ | a = 7.4714, b = 3.7028, c = 13.2986, Z = 4 | [SrH 5 N 2 ] 9− , [SrH 4 N 3 ] 11− , [LiH 3 N] 5− | [ 26 ] | ||
| Ti 0.6 Nb 0.4 N 0.4 H 1.1 | [ 6 ] | |||||||
| เซอร์โคเนียมไฮดริโดไนไตรด์ | ZrN 0.17 H 1.65 | [ 2 ] | ||||||
| Ti 0.88 Zr 0.12 N 0.28 H 1.39 | [ 6 ] | |||||||
| Zr 0.7 Nb 0.3 N 0.33 H 1.15 | [ 6 ] | |||||||
| ZrCr 2 N 0.4 H 1.4 | หกเหลี่ยม | P 6 3 / mmc | a = 5.2263, c = 8.5777 | การสังเคราะห์แอมโมเนียโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา | [ 27 ] | |||
| แบเรียมไฮดริโดไนไตรด์ | Ba 2 NH | หกเหลี่ยม | อาร์3 ม. | a = 4.0262, c = 20.469 | ตัวนำ Hบริสุทธิ์ | [ 28 ] | ||
| ไตรบาเรียมโครเมียมไตรไนไตรด์ไฮไดรด์ | Ba 3 CrN 3 H | หกเหลี่ยม | P 6 3 / ม. | ก = 8.0270, ค = 5.6240, Z = 2 V=313.83 | CrNระนาบ5−3, HBa ทรงแปดเหลี่ยม11+6 | ฉนวนที่ไม่ใช่แม่เหล็ก | สีเขียว | [ 1 ] |
| ลิเธียมไดยูโรเปียมไนไตรด์ไตรไฮไดรด์ | LiEu 2 NH 3 | ออร์โธรอมบิก | พีเอ็นเอ็มเอ | a = 7.4213, b = 3.6726, c = 13.1281, Z = 4 | [Eu 3+ H 7 N 2 ] 10−และ[Eu 2+ H 6 N 3 ] 13− | สีแดงทับทิม | [ 29 ] | |
| ลูทีเซียมไฮไดรด์ไนไตรด์ | LuH 3− x N y | ฟม3 ม. | < 1 GPa | สีฟ้า | [ 30 ] [ 8 ] | |||
| ลูทีเซียมไฮไดรด์ไนไตรด์ | LuH 3− x N y | อิมม์ | ตัวนำยิ่งยวดที่ 1 GPa และ 21 °C | สีชมพู | [ 8 ] | |||
| ฮาฟเนียมไฮดริโดไนไตรด์ | HfNH 0.6 | เอชซีพี | a = 3.241, c = 5.198 | [ 7 ] | ||||
| ฮาฟเนียมไฮดริโดไนไตรด์ | เอชเอฟเอ็นเอช | เอชซีพี | a = 3.216, c = 5.259 | [ 7 ] | ||||
| ธอร์เรียมไนไตรด์ไฮไดรด์ | ThNH 2 | เอฟซีซี | a = 5.596 | [ 31 ] | ||||
| แลนทานัมไนไตรด์ไฮไดรด์ | La 2 H 3– x N | สามเหลี่ยม | P −3 m 1 | a = 3.86615, c = 6.17859, V = 79.9792 | การเรียงตัวของแอนไอออนแบบชั้น | การเปลี่ยนสถานะจากโลหะเป็นสารกึ่งตัวนำที่ขับเคลื่อนด้วยความเข้มข้นของไฮไดรด์ | [ 32 ] | |
| นีโอดีเมียมไนไตรด์ไฮไดรด์ | Nd 2 H 3– x N | สามเหลี่ยม | P −3 m 1 | a = 3.73439, c = 5.97775, V = 72.1950 | การเรียงตัวของแอนไอออนแบบชั้น | [ 32 ] | ||
| แกโดลิเนียมไนไตรด์ไฮไดรด์ | Gd 2 H 3– x N | สามเหลี่ยม | P −3 m 1 | ก = 3.62778, ค = 5.82556, วี = 66.3972 | การเรียงตัวของแอนไอออนแบบชั้น | [ 32 ] |
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไฮดริโดไนไตรด์
ใน วิชาเคมี ไฮ ดริโดไนไตรด์ ( ไนไตรโดไฮไดรด์ , ไนไตรด์ไฮไดรด์ หรือ ไฮไดรด์ไนไตรด์ ) คือ สารประกอบทางเคมี ที่ประกอบด้วยไอออน ไฮไดรด์ ( H⁻ ) และ ไอออนไนไตรด์ ( N³⁻ ) สารประกอบ อ...
โครงสร้าง
ไอออนไฮไดรด์ H − มีเสถียรภาพเมื่อถูกล้อมรอบด้วย ธาตุที่มีประจุบวก เช่น แอลคาไล หรือ แอลคาไลน์เอิร์ธ [ 1 ] สารประกอบ ควอเทอร์นารีมีอยู่ซึ่งไนโตรเจนสร้างสารเชิงซ้อนที่มีพันธะกับธาตุทรานซิชันหรือธาตุหมู่หลัก ไฮไดรด์จำเป็นต้องมีธาตุแอลคาไลน์เอิร์ธอีกตัวหนึ่ง [ 1 ]
การผลิต
ไฮดริโดไนไตรด์อาจผลิตได้โดยกระบวนการที่เรียกว่า การสังเคราะห์อุณหภูมิสูงแบบแพร่กระจายเอง (SHS) โดยที่ไนไตรด์โลหะจะถูกจุดไฟในบรรยากาศไฮโดรเจน [ 2 ]
คุณสมบัติ
ไฮดริโดไนไตรด์บางชนิดไวต่อ ไอน้ำ ในอากาศ [ 5 ] สำหรับ สารประกอบที่ไม่เป็นสัดส่วน เมื่อสัดส่วนของไฮโดรเจนเพิ่มขึ้น ขนาดของเซลล์หน่วยก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้นไฮโดรเจนจึงไม่ได้แค่เติมเต็มช่องว่าง [ 6 ] เมื่อถูกความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงเพียงพอ...