Magnesiumnitrid

Kristallstruktur
Kristallstruktur von Magnesiumnitrid
Vorlage:Farbe N3− 0 Vorlage:Farbe Mg2+
Allgemeines
Name	Magnesiumnitrid
Verhältnisformel	Mg3N2
Kurzbeschreibung	grüner Feststoff<ref name="GESTIS"/>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 235-022-1 ECHA-InfoCard 100.031.826 PubChem 16212682 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	100,95 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,71 g·cm−3<ref name="GESTIS"/>
Schmelzpunkt	800 °C (Zersetzung)<ref name="GESTIS"/>
Löslichkeit	reagiert mit Wasser<ref name="GESTIS"/>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 228​‐​315​‐​319​‐​335 P: 210​‐​280​‐​302+352​‐​304+340​‐​312​‐​332+313​‐​337+313<ref name="GESTIS"/>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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

Geschichte

Magnesiumnitrid wurde im Jahr 1862 erstmals von den deutschen Chemikern Friedrich Briegleb und Johann Georg Anton Geuther hergestellt und beschrieben.<ref name="Geuther">F. Briegleb, J. G. A. Geuther: Ueber das Stickstoffmagnesium und die Affinitäten des Stickgases zu Metallen. In: Ann. Chem. Pharm. 123, 1862, S. 228.</ref><ref name="Soukup_anorg">Rolf Werner Soukup: Chemiegeschichtliche Daten anorganischer Substanzen. Version 2020, S. 93 pdf.</ref>

Gewinnung und Darstellung

Es entsteht als gelber Feststoff zum Beispiel beim Erhitzen von metallischem Magnesium auf ca. 300 °C unter Stickstoffatmosphäre.<ref name="brauer">Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 911.</ref>

<math>\mathrm{3 \ Mg + \ N_2 \longrightarrow \ Mg_3N_2}</math>

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.<ref name="Chunmiao">Yuan Chunmiao, Yu Lifu, Li Chang, Li Gang, Zhong Shengjun: Thermal analysis of magnesium reactions with nitrogen/oxygen gas mixtures in J. Hazard. Mat. 260 (2013) 707–714, doi:10.1016/j.jhazmat.2013.06.047.</ref>

Ebenfalls möglich ist die Herstellung durch Reaktion von Magnesium und Ammoniak.<ref name="brauer" />

<math>\mathrm{3 \ Mg + 2 \ NH_3 \longrightarrow Mg_3N_2 + 3 \ H_2}</math>

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.<ref>D. E. Partin, D. J. Williams, M. O'Keeffe: The Crystal Structures of Mg₃N₂ and Zn₃N₂. In: Journal of Solid State Chemistry. Band 132, Nr. 1, 1. August 1997, S. 56–59, doi:10.1006/jssc.1997.7407. </ref><ref>Linus Pauling, M. D. Shappell: 8. The Crystal Structure of Bixbyite and the C-Modification of the Sesquioxides. In: Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials. Band 75, Nr. 1, 1. Dezember 1930, S. 128–142, doi:10.1515/zkri-1930-0109. </ref> Mit Wasser hydrolysiert Magnesiumnitrid zu Magnesiumhydroxid und Ammoniak.<ref name="brauer" />

<math>\mathrm{Mg_3N_2 + 6 \ H_2O \longrightarrow 3 \ Mg(OH)_2 + 2 \ NH_3}</math>

Die Verbindung ist licht brennbar und neigt im aufgewirbelten Zustand zur Staubexplosion.<ref Name="Roth_Weller CD-ROM">L. Roth, U. Weller-Schäferbarthold: Gefährliche Chemische Reaktionen - Potentiell gefährliche chemische Reaktionen zu über 1750 Stoffen, Eintrag für Magnesiumnitrid, CD-ROM Ausgabe 12/2025, ecomed Sicherheit Landsberg/Lech, ISBN 978-3-609-48040-4 .</ref>

Verwendung

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

Einzelnachweise

<references/>