Lithiumnitride is een chemische verbinding met de formule Li3N. Het is het enige stabiele alkali-nitride. De vaste stof heeft een rood-roze kleur en een hoog smeltpunt.Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. Naast Li3N zijn ook bij hogere drukken LiN2, \ LiN en LiN5 bekend.Toegevoegd vanuit de Duitse Wikipedia naar de tekst van 18 juni 2023. Gearchiveerd op 12 april 2024.Dominique Laniel, Gunnar Weck, Paul Loubeyre: Direct Reaction of Nitrogen and Lithium up to 75 GPa: Synthesis of the Li3N, LiN, LiN2, and LiN5 Compounds. In: Inorganic Chemistry. 57, 2018, S. 10685, .
Synthese en risico Lithiumnitride wordt verkregen door de directe reactie tussen lithium en stikstofgas.E. Döneges "Lithium Nitride" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, New York. Vol. 1. p. 984. 6 Li \ + \ N2 \ \longrightarrow \ 2 Li3N In plaats van metallisch lithium in een stikstofatmosfeer te verbranden wordt een oplossing van lithium in vloeibaar natrium met stikstofgas behandeld. Deze reactie verloopt al bij kamertemperatuur, maar dan erg langzaam. De reactie wordt meestal uitgevoerd bij ongeveer 100 ᐤC, een temperatuur net boven de smelttemperatuur van natrium.
Lithiumnitride reageert heftig met water, waarbij ammoniak ontstaat: Li3N \ + \ 3 H2O \ \longrightarrow \ 3 LiOH \ + \ NH3
Wordt lithiumnitride in een waterstofstroom verhit, dan ontstaat via lithiumamide (LiNH2) en lithiumimide (Li2NH) uiteindelijk lithiumhydride en stikstofgas:R. Abegg, F. Auerbach, I. Koppel: Handbuch der anorganischen Chemie. 2. Band, 1. Teil, Verlag S. Hirzel, 1908, S. 134 (Volltext).K. A. Hofmann: Lehrbuch der anorganischen Chemie. 2. Auflage, Verlag F. Vieweg & Sohn, 1919, S. 441 (Volltext). 2 Li3N \ + \ 3 H2 \ \longrightarrow \ 6 LiH \ + \ N2 \uparrow
Structuur en eigenschappen \alpha Li3N (stabiel onder standaardomstandigheden) heeft een ongebruikelijke kristalstructuur: het bestaat uit twee soorten lagen. De ene heeft de samenstelling Li2N^{-}, de stikstof-atomen zijn hierin 6 gecoördineerd, de andere laag bestaat uitsluitend uit lithium-kationen.
Naast de alfa-vorm zijn ook \beta Li3N en \gamma Li3N bekend. De beta-vorm ontstaat uit de alfa-vorm bij met dezelfde kristalstructuur als natriumarsenide. \gamma Li3N ontstaat uit de beta-vorm bij een druk van en heeft dezelfde kristalstructuur als Li3Bi.
Lithiumnitride is een goede ionengeleider (ladingtransport via ionen in plaats van elektronen).
Toepassingen In de metallurgie wordt lithiumnitride toegepast om stikstof aan legeringen toe te voegen.D. L. Perry, S. L. Phillips: Handbook of Inorganic Compounds: An Electronic Database. CRC Press, 1995, , S. 228.
Lithiumnitride wordt in combinatie met brandstofcellen ook onderzocht als opslagmedium voor waterstof, omdat het door reactie tot 9,3 gewichts% waterstof kan opnemen. De reactie verloopt via lithiumimide en lithiumamide. Omdat de reactie tussen het imide en het amide reversibel is, komt het practische waterstofgehalte uit op 7%. Voor een practische toepassing is momenteel (2023) de werktemperatuur van ongeveer te hoog.. Gearchiveerd op 18 juni 2023. Li2N \ + \ 2 H2 \ \longrightarrow \ Li2NH \ + \ LiH \ + \ H2 \ _{\longrightarrow}^{\longleftarrow} \ LiNH2 \ + \ 2 LiH
Categorie:Verbinding van stikstof Categorie:Verbinding van lithium