窒化物

アルカリ金属窒化物の中_で安定なものは、リチウムが窒素雰囲気中で燃焼すると生成される紫赤色の窒化リチウム（Li ₃ N ）のみである。^{[ 7 ]}窒化ナトリウムと窒化カリウムは合成されているが、実験室での興味深い物質にとどまっている。しかし、式M ₃ N ₂を持つアルカリ土類金属の窒化物は数多く存在する。例としては、窒化ベリリウム（Be ₃ N ₂）、窒化マグネシウム（Mg ₃ N ₂）、窒化カルシウム（Ca ₃ N ₂）、窒化ストロンチウム（Sr ₃ N ₂）などがある。電気陽性金属（Li、Zn、アルカリ土類金属を含む）の窒化物は、空気中の水分を含む水と接触すると容易に加水分解する。

Mg ₃ N ₂ + 6 H ₂ O → 3 Mg(OH) ₂ + 2 NH ₃

窒化ホウ素はいくつかの形態（多形）で存在します。ケイ素とリンの窒化物も知られていますが、商業的に重要なのは前者のみです。アルミニウム、ガリウム、インジウムの窒化物は、各原子が四面体サイトを占める六方晶ウルツ鉱構造をとります。たとえば、窒化アルミニウムでは、各アルミニウム原子は四面体の頂点に4つの隣接する窒素原子を持ち、同様に各窒素原子は四面体の頂点に4つの隣接するアルミニウム原子を持ちます。この構造は、すべての炭素原子が四面体サイトを占める六方晶ダイヤモンド（ロンズデーライト）に似ています（ただし、ウルツ鉱は四面体の相対的な向きにおいて閃亜鉛鉱やダイヤモンドとは異なります）。窒化タリウム(I)（Tl3N ）_は知られていますが、窒化タリウム(III)（TlN）は知られていません。

塩素、酸素、フッ素だけが窒素よりも電気陰性度が高いが、無機化学のIUPAC命名法では、ほとんどの元素を厳密な電気陰性度ではなくグループで分類している。^{[ 8 ]}この慣例は、窒素と高位カルコゲンの分子化合物には通常適用されない。このような化合物は、硫黄窒化物、セレン窒化物、テルル窒化物と呼ばれる。窒素-ハロゲン化合物の場合はその逆で、窒素三臭化物と窒素三ヨウ化物は窒素に負の形式電荷を持つにもかかわらず、すべてハロゲン化物と命名される。

シアン（(CN) _₂）と四_硫化四窒化物（S₄N₄ ）_は、窒素以外の元素を1つ含む分子二元窒化物の珍しい例である。これらは非極性溶媒に溶解する。どちらも重合を起こす。S₄N₄ _は元素に対して不安定であるが、同構造のSe₄N₄ほどではない_。S₄N₄を_加熱するとポリマーが得られ、様々な分子状硫黄窒化物アニオンおよびカチオンも知ら_れて_いる。

ほとんどの金属リッチな遷移金属窒化物は、八面体配位の比較的規則的な面心立方または六方最密充填結晶構造をとります。 ^{[ 9 ]} これらの材料は「侵入型窒化物」と呼ばれることもあります。これらは、通常、母体金属よりもはるかに硬く延性が低く、空気酸化に耐性があるため、工業冶金に不可欠です。 ^{[ 10 ]}第3族金属 については、ScNとYNの両方が知られています。第4、第5、および第6族遷移金属（チタン、バナジウム、およびクロムのグループ）はすべて、高融点の 化学的に安定な耐火性窒化物を形成します。 ^{[ 11 ]}窒化チタン、窒化ジルコニウム、および窒化タンタルの薄膜は、多くの工業用表面を保護します。

第7族および_第8族遷移金属の窒化物は窒素が少なく、高温で容易に分解する傾向がある。例えば、窒化鉄Fe₂N_は200 ℃で分解する。窒化白金と窒化オスミウムはN₂単位を含む場合があり、そのため窒化物とは呼ばれない。^{[ 12 ] [ 13 ]} 

第11族および第12族のより重い元素の窒化物は、窒化銅（Cu ₃ N）および窒化亜鉛（Zn ₃ N ₂）よりも不安定です。乾燥した窒化銀（Ag ₃ N）は接触爆薬であり、わずかな接触、落下する水滴でさえも爆発する可能性があります。^{[ 14 ]}

ランタノイドおよびアクチノイドの窒化物含有種は、結合の共有結合性を決定するための有用な手段となるため、科学的に興味深い。核磁気共鳴（NMR）分光法と量子化学分析は、金属窒化物結合がイオン結合性か共有結合性かを決定するためによく用いられてきた。一例として、窒化ウランは、既知の窒素15化学シフトの中で最も高い値を示す。^{[ 15 ]}