Magnesiumnitrid

Magnesiumnitrid ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Magnesium und Stickstoff. Es besitzt die Formel Mg₃N₂ und gehört zur Stoffgruppe der Nitride.

Kristallstruktur
_ N3− 0 _ Mg2+
Allgemeines
Name	Magnesiumnitrid
Verhältnisformel	Mg3N2
Kurzbeschreibung	grüner Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12057-71-5 EG-Nummer 235-022-1 ECHA-InfoCard 100.031.826 PubChem 16212682 Wikidata Q425036
Eigenschaften
Molare Masse	100,95 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,71 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	800 °C (Zersetzung)[1]
Löslichkeit	reagiert mit Wasser[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 228​‐​315​‐​319​‐​335 P: 210​‐​280​‐​302+352​‐​304+340​‐​312​‐​332+313​‐​337+313[1]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Geschichte

Magnesiumnitrid wurde im Jahr 1862 erstmals von den deutschen Chemikern Friedrich Briegleb und Johann Georg Anton Geuther hergestellt und beschrieben.^[2][3]

Gewinnung und Darstellung

Es entsteht als gelber Feststoff zum Beispiel beim Erhitzen von metallischem Magnesium auf ca. 300 °C unter Stickstoffatmosphäre.^[4]

${\displaystyle \mathrm {3\ Mg+\ N_{2}\longrightarrow \ Mg_{3}N_{2}} }$

Diese Reaktion verläuft mit −462,8 kJ·mol⁻¹ aus der festen Phase bzw. mit −479,6 kJ·mol⁻¹ aus der flüssigen Phase stark exotherm.^[5]

Ebenfalls möglich ist die Herstellung durch Reaktion von Magnesium und Ammoniak.^[4]

${\displaystyle \mathrm {3\ Mg+2\ NH_{3}\longrightarrow Mg_{3}N_{2}+3\ H_{2}} }$

Bei der Verbrennung von Magnesiummetall an Luft entsteht es neben Magnesiumoxid (MgO) und lässt dieses gelblich erscheinen.

Eigenschaften

Magnesiumnitrid ist ein grünlichgelbes bis gelborange gefärbtes, lockeres Pulver. Es kristallisiert im kubischen Anti-Bixbyit Strukturtyp (a = 9,95 Å) und ist damit ein Typ-C Sesquioxid.^[6][7] Mit Wasser hydrolysiert Magnesiumnitrid zu Magnesiumhydroxid und Ammoniak.^[4]

${\displaystyle \mathrm {Mg_{3}N_{2}+6\ H_{2}O\longrightarrow 3\ Mg(OH)_{2}+2\ NH_{3}} }$

Im historischen Serpek-Verfahren wurde diese Reaktion (neben der Hydrolyse von Aluminiumnitrid) zur Ammoniaksynthese eingesetzt (siehe Haber-Bosch-Verfahren).