Нитрид бериллия

Нитрид бериллия — химическое соединение с формулой Be₃N₂. Представляет собой желтый или желтовато-белый кристаллический порошок, разлагающийся во влажном воздухе.

Нитрид бериллия
Общие
Систематическое наименование	Нитрид бериллия
Хим. формула	Be3N2
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	55,04994 г/моль
Плотность	2,71 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	2200 °C
• кипения	2240 °C
Мол. теплоёмк.	64,642 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-580,458 кДж/моль
Структура
Кристаллическая структура	кубическая
Классификация
Рег. номер CAS	1304-54-7
Рег. номер EINECS	215-132-6
SMILES	[Be+2].[Be+2].[Be+2].[N-3].[N-3]
InChI	InChI=1S/3Be.2N/q3*+2;2*-3 WOTJDIQGXDRAMC-UHFFFAOYSA-N
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Получение и свойстваПравить

Нитрид бериллия состоит из двух полиморфных форм:

• α-Be₃N₂ (кубическая сингония, класс симметрии 3m, пространственная группа Ia3(T_h⁷, структурный тип антифлюорита);
• β-Be₃N₂ (гексагональная сингония, класс симметрии 6/mmmm, пространственная группа P6₃/mmc(D_6h⁴), собственный структурный тип).

Нитрид бериллия получают нагреванием порошка металлического бериллия с азотом в бескислородной атмосфере при температуре от 700 до 1400°C:
$\mathsf{3}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{+}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {3Be+N_{2}\longrightarrow Be_{3}N_{2}}}$ 
При этом образуются разнообразные побочные продукты, в том числе азид бериллия и BeN₆.

Химические свойстваПравить

Нитрид бериллия реагирует с минеральными кислотами с образованием соответствующих солей:
$\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{3}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {Be_{3}N_{2}+8HCl\longrightarrow 3BeCl_{2}+2NH_{4}Cl}}$ 
В растворах щелочей нитрид бериллия энергично растворяется с выделением аммиака и образованием гидроксобериллатов: $\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{3}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {Be_{3}N_{2}+6NaOH+6H_{2}O\longrightarrow 3Na_{2}[Be(OH)_{4}]+2NH_{3}}}$ 
С холодной водой реагирует медленно, в горячей - быстро гидролизирует с образованием гидроксида бериллия и аммиака:
$\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{6}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{3}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {Be_{3}N_{2}+6H_{2}O\longrightarrow 3Be(OH)_{2}+2NH_{3}}}$ 
Нитрид бериллия окисляется на воздухе при нагревании до 600°С:
$\mathsf{2}\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{6}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {2Be_{3}N_{2}+3O_{2}\longrightarrow 6BeO+2N_{2}}}$ 
Реагирует с нитридом кремния Si₃N₄ в токе аммиака при 1800-1900°С с образованием BeSiN₂:
$\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{S}{\mathsf{i}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{4}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{3}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{S}\mathsf{i}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {Be_{3}N_{2}+Si_{3}N_{4}\longrightarrow 3BeSiN_{2}}}$ 
Нитрид бериллия при нагревании в вакууме способен разлагаться на металлический бериллий и газообразный азот:

$\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{3}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{+}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {Be_{3}N_{2}\longrightarrow 3Be+N_{2}}}$ 

ПрименениеПравить

Нитрид бериллия используется в огнеупорной керамике, а также в ядерных реакторах и производстве радиоактивного углерода-14.