Magnesiumnitrid

Kristallstruktur
_ N3− 0 _ Mg2+
Allgemeines
Name	Magnesiumnitrid
Verhältnisformel	Mg3N2
Kurzbeschreibung	beigefarbener Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12057-71-5 EG-Nummer 235-022-1 ECHA-InfoCard 100.031.826 PubChem 16212682 Wikidata Q425036
Eigenschaften
Molare Masse	100,95 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,71 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	800 °C (Zersetzung)[1]
Löslichkeit	reagiert mit Wasser[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2] Gefahr H- und P-Sätze H: 228​‐​315​‐​319​‐​335 P: 210​‐​280​‐​302+352​‐​304+340​‐​312​‐​332+313​‐​337+313 [2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Magnesiumnitrid ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Magnesium und Stickstoff. Es besitzt die Formel Mg₃N₂ und gehört zur Stoffgruppe der Nitride.

Geschichte

Magnesiumnitrid wurde im Jahr 1862 erstmals von den deutschen Chemikern Friedrich Briegleb und Johann Georg Anton Geuther hergestellt und beschrieben.^[3][4]

Gewinnung und Darstellung

Es entsteht als gelber Feststoff zum Beispiel beim Erhitzen von metallischem Magnesium auf ca. 300 °C unter Stickstoffatmosphäre.^[5]

${\displaystyle \mathrm {3\ Mg+\ N_{2}\longrightarrow \ Mg_{3}N_{2}} }$

Diese Reaktion verläuft mit −462,8 kJ·mol⁻¹ aus der festen Phase bzw. mit −479,6 kJ·mol⁻¹ aus der flüssigen Phase stark exotherm.^[6]

Ebenfalls möglich ist die Herstellung durch Reaktion von Magnesium und Ammoniak.^[5]

${\displaystyle \mathrm {3\ Mg+2\ NH_{3}\longrightarrow Mg_{3}N_{2}+3\ H_{2}} }$

Bei der Verbrennung von Magnesiummetall an Luft entsteht es neben Magnesiumoxid (MgO) und lässt dieses gelblich erscheinen.

Eigenschaften

Magnesiumnitrid ist ein grünlichgelbes bis gelborange gefärbtes, lockeres Pulver. Es kristallisiert im kubischen Anti-Bixbyit Strukturtyp (a = 9,95 Å) und ist damit ein Typ-C Sesquioxid.^[7][8] Mit Wasser hydrolysiert Magnesiumnitrid zu Magnesiumhydroxid und Ammoniak.^[5]

${\displaystyle \mathrm {Mg_{3}N_{2}+6\ H_{2}O\longrightarrow 3\ Mg(OH)_{2}+2\ NH_{3}} }$

Im historischen Serpek-Verfahren wurde diese Reaktion (neben der Hydrolyse von Aluminiumnitrid) zur Ammoniaksynthese eingesetzt (siehe Haber-Bosch-Verfahren).

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} Datenblatt Magnesiumnitrid bei AlfaAesar, abgerufen am 15. Dezember 2010 (PDF) (JavaScript erforderlich).
2. ↑ ^{a b} Eintrag zu Magnesiumnitrid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2020. (JavaScript erforderlich)
3. ↑ F. Briegleb, J. G. A. Geuther: Ueber das Stickstoffmagnesium und die Affinitäten des Stickgases zu Metallen in [[Ann. Chem. Pharm.]] 123 (1862) 228.
4. ↑ Rolf Werner Soukup: Chemiegeschichtliche Daten anorganischer Substanzen, Version 2020, S. 93 pdf.
5. ↑ ^{a b c} Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 911.
6. ↑ Yuan Chunmiao, Yu Lifu, Li Chang, Li Gang, Zhong Shengjun: Thermal analysis of magnesium reactions with nitrogen/oxygen gas mixtures in J. Hazard. Mat. 260 (2013) 707–714, doi:10.1016/j.jhazmat.2013.06.047.
7. ↑ D. E. Partin, D. J. Williams, M. O'Keeffe: The Crystal Structures of Mg3N2and Zn3N2. In: Journal of Solid State Chemistry. Band 132, Nr. 1, 1. August 1997, ISSN 0022-4596, S. 56–59, doi:10.1006/jssc.1997.7407 (sciencedirect.com [abgerufen am 8. Juli 2022]). 
8. ↑ Linus Pauling, M. D. Shappell: 8. The Crystal Structure of Bixbyite and the C-Modification of the Sesquioxides. In: Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials. Band 75, Nr. 1, 1. Dezember 1930, ISSN 2196-7105, S. 128–142, doi:10.1515/zkri-1930-0109 (degruyter.com [abgerufen am 8. Juli 2022]).