窒化亜鉛

窒化亜鉛 Zinc nitride

識別情報
CAS登録番号	1313-49-1
特性
化学式	Zn₃N₂
モル質量	244.15 g/mol^[1]
外観	灰色の粉末^[1]
密度	6.22 g/cm³, 固体^[1]
水への溶解度	不溶(分解)
構造
結晶構造	立方晶, cI80
空間群	Ia-3, No. 206^[1]^[2]
危険性
EU分類	not listed
NFPA 704	0 1 1
関連する物質
その他の陰イオン	硝酸亜鉛硫化亜鉛
その他の陽イオン	窒化リチウム窒化鉄
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

窒化亜鉛(ちっかあえん、英: Zinc nitride)は、亜鉛の窒化物。化学式はZn₃N₂。純粋なものは立方晶型の結晶構造をとる^[1]^[2]。1940年に、Juzaらにより初めて合成された。

性質

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窒化亜鉛は、亜鉛アミド(亜鉛ジアミン)を嫌気的環境下で200°Cに加熱し、熱分解することで得られる^[3] その際、副生物としてアンモニアが生じる^[4]。

{\ce {3Zn(NH2)2\ -> Zn3N2\ + 4NH3}}

{\displaystyle {\ce {3Zn(NH2)2\ -> Zn3N2\ + 4NH3}}}

亜鉛とアンモニアを315°Cに加熱することによっても得られる。その場合には、副生物として水素が生じる^[3]^[5]。

{\ce {3Zn\ + 2NH3 -> Zn3N2\ + 3H2}}

{\displaystyle {\ce {3Zn\ + 2NH3 -> Zn3N2\ + 3H2}}}

窒化亜鉛は水と激しく反応し、酸化亜鉛とアンモニアを生じる^[3]^[4]。

{\ce {Zn3N2\ + 3H2O -> 3ZnO\ + 2NH3}}

{\displaystyle {\ce {Zn3N2\ + 3H2O -> 3ZnO\ + 2NH3}}}

塩酸に可溶で^[6]、リチウムとは電気化学的・可逆的に反応する^[7]。窒化リチウムや窒化マグネシウム同様、融点は高い。^[8]

用途

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窒化亜鉛の薄膜は可視及び近赤外領域で光透過性があり、光機能素子材料としての利用が研究されている。

脚注

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^ ^a ^b ^c ^d ^e Sangeeta, D. (1997). Inorganic Materials Chemistry Desk Reference. CRC Press. p. 278. ISBN 978-0-8493-8900-9 . https://books.google.co.jp/books?id=bdGXyilNsGMC&pg=PA278&dq=%22Zinc+nitride%22&redir_esc=y&hl=ja 2007年9月30日閲覧。
^ ^a ^b Partin, D.E., D.J. Williams, and M. O'Keeffe (1997). "The Crystal Structures of Mg₃N₂and Zn₃N₂". Journal of Solid State Chemistry 132 (1): 56–59. doi:10.1006/jssc.1997.7407 . http://www.ingentaconnect.com/content/els/00224596/1997/00000132/00000001/art97407 2007年5月3日閲覧。.
^ ^a ^b ^c Roscoe, Henry Enfield, and Carl Schorlemmer (1907) [1878]. A Treatise on Chemistry: Volume II, The Metals (4th ed.). London: Macmillan. pp. 650–51. https://books.google.co.jp/books?id=-K0EAAAAYAAJ&pg=PA650&dq=%22zinc+nitride%22&redir_esc=y&hl=ja#PPA650,M1 2007年11月1日閲覧。
^ ^a ^b Bloxam, Charles Loudon (1903). Chemistry, inorganic and organic (9th ed.). Philadelphia: P. Blakiston's Son & Co.. p. 380. https://books.google.co.jp/books?id=f9StqQ8YBtwC&pg=PA380&dq=%22Zinc+nitride%22&redir_esc=y&hl=ja 2007年10月31日閲覧。
^ Lowry, Martin Thomas (1922). Inorganic Chemistry. Macmillan. p. 872. https://books.google.co.jp/books?id=umQ6AAAAMAAJ&dq=%22zinc+nitride%22&q=%22zinc+nitride%22&redir_esc=y&hl=ja 2007年11月1日閲覧。
^ Comey, Arthur Messinger, Dorothy A. Hahn (February 1921). A Dictionary of Chemical Solubilities: Inorganic (2nd ed.). New York: Macmillan. p. 1124. https://books.google.co.jp/books?id=7L0MAAAAYAAJ&pg=PA1124&dq=%22zinc+nitride%22&redir_esc=y&hl=ja 2007年11月1日閲覧。
^ Amatucci, G.G., and N. Pereira (2004). "Nitride and Silicide Negative Electrodes". In Gholam-Abbas Nazri and Gianfranco Pistoia. Lithium Batteries: Science and Technology. Kluwer Academic Publishers. p. 256. ISBN 978-1-4020-7628-2 . https://books.google.co.jp/books?id=k4duxuea3eIC&pg=PA256&dq=%22zinc+nitride%22&redir_esc=y&hl=ja 2007年11月1日閲覧。
^ Grolier Incorporated (1994). Academic American Encyclopedia. Danbury, Connecticut: Grolier Inc.. p. 202. ISBN 0717220532 . https://books.google.co.jp/books?id=YgI4E7w5JI8C&dq=%22zinc+nitride%22&q=%22zinc+nitride%22&redir_esc=y&hl=ja 2007年11月1日閲覧。

参考文献

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Futsuhara M., Yoshioka K., and Takai O. (1998年06月08日). "Structural, electrical and optical properties of zinc nitride thin films prepared by reactive rf magnetron sputtering". Thin Solid Films (Elsevier) 322 (1): 274–81. doi:10.1016/S0040-6090(97)00910-3.
Lyutaya, M.D., and S.A. Bakuta (February 1980). "Synthesis of the nitrides of Group II elements". Powder Metallurgy and Metal Ceramics (Springer) 19 (2): 118–22. doi:10.1007/BF00792038.