Перейти к публикации
Форум химиков на XuMuK.ru
chemister2010

Почему литий реагирует с азотом так легко?

Рекомендованные сообщения

Почему литий реагирует с азотом так легко? Остальные щелочные металлы не образуют нитридов даже при кипении в азоте. И как так сильно снижается энергия активации азота?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
7 минут назад, chemister2010 сказал:

Почему литий реагирует с азотом так легко? Остальные щелочные металлы не образуют нитридов даже при кипении в азоте. И как так сильно снижается энергия активации азота?

Тоже недавно спросил аналогичный Вопрос

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Обычно я сам начинаю поиск ответов на свои вопросы и рано или поздно нахожу ответ.

Небольшое, но не очень внятное объяснение нашел здесь:

https://en.wikipedia.org/wiki/Alkali_metal#Nitrides_and_pnictides

Поиск продолжаю.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
23 минуты назад, chemister2010 сказал:

Обычно я сам начинаю поиск ответов на свои вопросы и рано или поздно нахожу ответ.

Небольшое, но не очень внятное объяснение нашел здесь:

https://en.wikipedia.org/wiki/Alkali_metal#Nitrides_and_pnictides

Поиск продолжаю.

 

Ну, ясен пень - заход с другой стороны, со стороны чистой термодинамики. Кристаллический нитрид лития термодинамически стабилен в отличие от нитридов натрия/калия. Опять же благодаря экстремально малому и труднополяризуемому катиону.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
38 минут назад, chemister2010 сказал:

Обычно я сам начинаю поиск ответов на свои вопросы и рано или поздно нахожу ответ.

Небольшое, но не очень внятное объяснение нашел здесь:

https://en.wikipedia.org/wiki/Alkali_metal#Nitrides_and_pnictides

Поиск продолжаю.

Это объяснение того, почему стабилен нитрид лития, а не почему литий реагирует с весьма инертным азотом с какой-то явно мизерной энергией активации (в чем и состоял вопрос). CCl4, например, вполне термодинамически стабильное соединение, но напрямую из хлора и графита его получить нельзя.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Почитав литературу я пока не нашел объяснения, но выработал свою теорию.

 

Поляризующее действие лития объясняет стабильность нитрида лития, но не объясняет скорость его реакции с азотом (у бериллия поляризующее действие должно быть больше, так как заряд больше, но он не реагирует с азотом при комнатной температуре). Энергия активации реакции в зависимости от условий колеблется от 7 до 12 кал/моль.

Скорее всего реакция радикальная на что указывает тормозящее влияние кислорода и водорода. Интересно, что без следов воды реакция при 25 С с азотом не идет. Скорее всего вода создает активные частицы для начала реакции. Скорее всего реакция начинается с образованием ион-радикального комплекса LiN2, где литий смещает электронную плотность азота на себя, передавая ему электрон на противоположный атом азота.

Изменено пользователем chemister2010

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
3 часа назад, chemister2010 сказал:

Почитав литературу я пока не нашел объяснения, но выработал свою теорию.

Теория - это хорошо. А почему нитрид лития не используют для производства аммиака? В Википедии написаны две реакции, обе дают аммиак: Li3N + 3 H2 = 3 LiH + NH3 и 3 LiH + N2 = Li3N + NH3.

Изменено пользователем Ruslan_Sharipov

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Ruslan_Sharipov сказал:

Теория - это хорошо. А почему нитрид лития не используют для производства аммиака? В Википедии написаны две реакции, обе дают аммиак: Li3N + 3 H2 = 3 LiH + NH3 и 3 LiH + N2 = Li3N + NH3.

Во первых, очень высокие требования к чистоте(сухости, и оббескислороженности газов), ну есть и другие причины. Но одной этой пока достаточно. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
8 часов назад, chemister2010 сказал:

Почитав литературу я пока не нашел объяснения, но выработал свою теорию.

 

Поляризующее действие лития объясняет стабильность нитрида лития, но не объясняет скорость его реакции с азотом (у бериллия поляризующее действие должно быть больше, так как заряд больше, но он не реагирует с азотом при комнатной температуре). Энергия активации реакции в зависимости от условий колеблется от 7 до 12 кал/моль.

Скорее всего реакция радикальная на что указывает тормозящее влияние кислорода и водорода. Интересно, что без следов воды реакция при 25 С с азотом не идет. Скорее всего вода создает активные частицы для начала реакции. Скорее всего реакция начинается с образованием ион-радикального комплекса LiN2, где литий смещает электронную плотность азота на себя, передавая ему электрон на противоположный атом азота.

 

Если посмотреть на проблему шире, то возникает вопрос - а был ли мальчик? Вот вы говорите - "почему литий легко реагирует с азотом"? Есть всеобъемлющий ответ - "потому что литий - весьма активный щелочной металл". Сравнивать-то его не с чем - у его щелочных аналогов нитриды нестабильны. Иными словами, если бы условный калий давал стабильный нитрид, он бы, быть может, реагировал бы ещё шустрее.

 

Взять, скажем - водород. Самый стабильный гидрид - у лития (давление диссоциации достигает атмосферного при 850С), гидриды аналогов разлагаются при 400-450С. Но при этом литий активно реагирует с водородом только при 700С, а его аналоги - при 350-400С. Если бы гидриды аналогов разлагались на сотню градусов ниже, была бы та же качественная картина: литий реагирует с водородом, аналоги - нет.

 

То есть, реакция лития с азотом - нормальное следствие его щелочной природы, а аналогам просто не повезло с размером (нитриды больно хилые получаются).

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

Загрузка...

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

×
×
  • Создать...