Nitruro de magnesio
Nitruro de magnesio, que posee la fórmula química Mg3N2, es un compuesto inorgánico de magnesio y nitrógeno. A temperatura y presión ambiente es un polvo de color amarillo verdoso.
Preparación
- Pasando el nitrógeno seco sobre el magnesio calentado a 800 °C:
- 3 Mg + N2 → Mg3N2
- o amoníaco a 700 °C:
- 3 Mg + 2 NH3 → Mg3N2 + 3 H2
Química
El nitruro de magnesio reacciona con el agua para producir hidróxido de magnesio y gas amoníaco, al igual que muchos nitruros metálicos.
- Mg3N2s) + 6 H2O(l) → 3 Mg(OH)2(aq) + 2 NH3g)
De hecho, cuando el magnesio se quema en el aire, se forma algo de nitruro de magnesio además del producto principal, el óxido de magnesio.
La descomposición térmica del nitruro de magnesio produce magnesio y nitrógeno gaseoso (a 700-1500 °C).
A altas presiones se sugirió y posteriormente se descubrió la estabilidad y formación de nuevos nitruros ricos en nitrógeno (relación N/Mg igual o superior a uno). Estos incluyen el Mg2N4 y MgN4 sólidos que se vuelven termodinámicamente estables cerca de 50 GPa. El Mg2N4 está compuesto de exótico cis-tetranitrógeno N4−4< /span> especies con órdenes de enlace N-N cercanos a uno. Este Mg2N4 El compuesto se recuperó a las condiciones ambientales, junto con el N4−4<. /span> unidades, lo que marca solo la cuarta entidad de polinitrógeno a granel estabilizada en condiciones ambientales.
Usos e historia
Al aislar el argón, William Ramsay pasó aire seco sobre cobre para eliminar el oxígeno y sobre magnesio para eliminar el nitrógeno, formando nitruro de magnesio.
El nitruro de magnesio fue el catalizador en la primera síntesis práctica de borazon (nitruro de boro cúbico).
Robert H. Wentorf, Jr. estaba tratando de convertir la forma hexagonal del nitruro de boro en la forma cúbica mediante una combinación de calor, presión y un catalizador. Ya había probado todos los catalizadores lógicos (por ejemplo, los que catalizan la síntesis del diamante), pero sin éxito.
Por desesperación y curiosidad (lo llamó el enfoque de "comer el máximo número de errores"), añadió un poco de alambre de magnesio al nitruro de boro hexagonal y le dio el mismo tratamiento térmico y de presión. Cuando examinó el cable bajo un microscopio, encontró pequeños bultos oscuros adheridos a él. Estos grumos podían rayar un bloque pulido de carburo de boro, algo que sólo el diamante podía hacer.
Del olor a amoníaco, provocado por la reacción del nitruro de magnesio con la humedad del aire, dedujo que el magnesio metálico había reaccionado con el nitruro de boro para formar nitruro de magnesio, que era el verdadero catalizador.
El nitruro de magnesio también se ha aplicado para sintetizar nanocristales de nitruro de aluminio, nitruro de boro cúbico y nitruros de aluminio y del Grupo 3. También se ha propuesto como intermediario en un proceso de fijación de nitrógeno sin combustibles fósiles.