I nitruri sono composti che contengono azoto con un numero di ossidazione -3 e che presentano una vasta gamma di proprietà e applicazioni. Questi composti si formano tramite legami con non metalli come zolfo, boro e fosforo, metalli alcalini come il litio, metalli alcalino terrosi, metalli di transizione e lantanidi.
Proprietà dei nitruri
I nitruri hanno un alto punto di fusione e una banda proibita che varia da 0.7 eV per il nitruro di indio a 6.2 eV per il nitruro di alluminio. Sono conosciuti per essere refrattari a causa dell’energia reticolare elevata dovuta alla forte attrazione di N3- con gli altri elementi. Ad esempio, il nitruro di titanio e il nitruro di silicio sono esempi di nitruri refrattari, mentre il nitruro di boro, con una struttura a strati, è un eccellente lubrificante.
In base al tipo di legame tra azoto e gli altri elementi, i nitruri possono essere classificati come ionici, interstiziali o covalenti. Nei nitruri ionici, come il nitruro di calcio, il catione metallico e l’anione N3- formano legami di tipo ionico e possono subire idrolisi per produrre ammoniaca e l’idrossido metallico. Il litio è l’unico metallo alcalino che forma nitruri, mentre tutti i metalli alcalino terrosi possono formare nitruri.
Applicazioni dei nitruri
I nitruri sono ampiamente utilizzati in vari settori, che vanno dalle costruzioni aeree alla componentistica per autoveicoli. Trovano impiego anche nei semiconduttori, in cui il gallio, l’indio e l’alluminio sono i metalli predominanti. Grazie alle loro proprietà uniche, i nitruri sono materiali importanti per lo sviluppo di tecnologie innovative e applicazioni avanzate.Nitruro di Litio e Altri Tipi di Nitruri
I nitruri sono composti chimici formati da azoto con un diverso metallo o non metallo. Questi composti possono essere categorizzati in diversi tipi a seconda dei materiali coinvolti e della loro struttura. Vediamo alcuni esempi di nitruri e le loro caratteristiche distintive.
Nitruri Ionici
I nitruri ionici sono composti che contengono uno ione azoto con un altro ione metallico. Alcuni esempi includono Li₃N, Mg₃N₂ e LaN. Questi nitruri possono essere binari o ternari, come LiMgN, Li₅TiN₃ e Li₂CeN₂. La struttura del nitruro di litio, per esempio, è caratterizzata da due piani adiacenti di atomi, uno contenente sei atomi di Li attorno a un atomo di azoto e l’altro con solo atomi di Li.
Nitruri Interstiziali
I metalli di transizione possono formare nitruri interstiziali in cui l’azoto occupa gli spazi vuoti nella struttura cristallina dei metalli. Questi composti sono generalmente binari e hanno punti di fusione elevati, alta conducibilità e relativa stabilità chimica. Un esempio di reazione di un nitruro interstiziale è dato dal nitruro di vanadio che, con acidi come l’H₂SO₄, produce ammoniaca e idrogeno gassoso.
Nitruri Covalenti
I nitruri covalenti sono composti formati da un non metallo o da un metallo di transizione con azoto. Questi composti hanno una stabilità chimica elevata e un’ampia banda proibita. Per esempio, Si₃N₄ ha circa il 30% di carattere ionico e il 70% di carattere covalente. Alcuni esempi di nitruri covalenti sono BN, GaN e Ge₃N₄, mentre tra quelli ternari possiamo citare BeSiN₂, CaGeN₂ e Mn₂PN₃.
In conclusione, i nitruri sono materiali diversificati con caratteristiche uniche che li rendono importanti in diversi settori della chimica e della tecnologia.
