Nitruri

Nitrura este definită ca un compus chimic binar produs prin reacția azotului cu un element chimic având o electronegativitate mai mică (de obicei metalică sau semi- metalică ). În acești compuși azotul ia o stare de oxidare −3.

Sunt cunoscute diferite tipuri de nitruri ale elementelor chimice, împărțite în:

• ser fiziologic sau electrostatic (cum ar fi cele ale metalelor alcaline și alcalino-pământoase );
• covalenți (cum ar fi cei ai metaloizilor și nemetalelor precum arsenic , sulf și fosfor );
• metalice sau interstițiale, care reprezintă cele mai numeroase și au formula generală MeN, Me ₂ N sau Me ₄ N;
• diamantoizi , deoarece sunt legați structural de rețeaua cristalină a grafitului sau diamantului (cum ar fi nitruri de bor , aluminiu , galiu , indiu , taliu și siliciu ).

Nitrurile nu trebuie confundate cu azidele , care sunt sărurile acidului azotat (HN ₃ ).

Sinteză

În funcție de elementul chimic sau metalul supus reacției menționate mai sus, se obțin diferite tipuri de nitruri cu densități diferite și alte proprietăți fizico-chimice. Cele mai studiate, în special pentru proprietățile lor tehnologice, sunt nitrurile metalelor de tranziție și ale metalelor rare sau nobile (de exemplu zirconiu , reniu , rodiu etc.). Aceste tipuri de nitruri sunt obținute cu mare dificultate, deoarece sinteza lor are loc de obicei prin reacția azotului sau a amoniacului , cu pulberea foarte fină a metalului, la temperaturi foarte ridicate (în general peste 1700-1800 ° C) și cu ajutorul presiunilor ridicate. .

Produsul astfel obținut este, în general, o pulbere cu diferite nuanțe de gri, chimic inert, având densitate variabilă în funcție de metalul nitrurat și cu puncte de topire ( T _fus ) în medie mai mari decât metalul sau elementul de pornire. Mai mult, în majoritatea cazurilor, au conductivitate metalică și duritatea lor ( scara Mohs ) este mai mare de 8,5 și uneori apropiată de cea a diamantului (10).

În tehnologia modernă a aliajelor metalice , o altă metodă de obținere a nitrurării este expunerea piesei metalice (produsul finit) la vaporii de amoniac la temperaturi și presiuni ridicate timp de câteva ore (12-18). Reacția se extinde doar pentru câteva zeci de microni în adâncimea suprafeței metalice tratate (nu atinge niciodată 2 zecimi de milimetru ). Cu toate acestea, proprietățile tehnologice sunt semnificativ îmbunătățite, în special cele legate de uzură și solicitări mecanice la temperaturi ridicate.

Proprietățile nitrurilor metalice

Tabelul următor prezintă cele mai importante nitruri metalice, formula brută a acestora (xx), cu densitățile respective (în g / cm³) și punctul de topire (în ° C):

Angajamente

Nitrurile utilizate în mod special includ nitrura de bor (sau Borazon ), ca înlocuitor al diamantului în operațiile de tăiere; și nitrură de siliciu (Si ₃ N ₄ ), ca material ceramic cu rezistență ridicată la uzură, rezistență excelentă la șocuri termice, un coeficient scăzut de frecare și o bună rezistență la cei mai puternici agenți corozivi. Din păcate, este foarte dificil atât sintetizarea, cât și modelarea în forme adecvate. Cea mai bună formă obținută în prezent este amestecul sau soluția sa solidă cu pulbere de corindon (oxid de aluminiu, Al ₂ O ₃ ), comercializat sub denumirea de Sialon .

Mai multe nitruri metalice au fost, de asemenea, utilizate ca catalizatori de fază omogenă, de exemplu, un amestec de nitruri de fier a găsit utilizare pentru hidrogenarea compușilor carbonilici ( procesul Fischer-Tropsch ).

În cele din urmă, uraniul, plutoniul sau nitrurile mixte sunt studiate ca combustibil nuclear de înlocuire pentru MOx pentru reactorul nuclear cu plumb , având proprietăți neutronice și termomecanice mai bune; principalul obstacol rămâne deocamdată aspectul economic al producției lor, care la un nivel optim presupune îmbogățirea N-15 în detrimentul N-14, deoarece acesta din urmă produce carbon 14 consumând semnificativ neutroni termici :

¹⁴ N + n → ¹⁴ C + p

Bibliografie

• NN Greenwood, A. Earnshaw, Chimia elementelor , 1991, Ediții PICCIN.

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lemma « nitruri »
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre nitruri

linkuri externe

• ( EN ) Nitruri , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul chimiei

Portalul de materiale