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氮化镁

氮化镁

氮化镁（Mg3N2）是一种由氮和镁组成的无机化合物，化学式为Mg3N2，分子量为100.9494。在室温下，纯净的氮化镁呈黄绿色粉末，但含有氧化镁杂质的氮化镁呈灰白色。与许多金属氮化物一样，氮化镁与水反应会产生氨。制备氮化镁的方法之一是将镁在氮气中燃烧。氮化镁常被用作触媒。

物理性质

氮化镁（Mg3N2）属于立方晶系，在室温纯净的氮化镁下为黄绿色的粉末，但含有一部分氧化镁杂质的氮化镁是灰白色的。能溶于酸，微溶于乙醇和乙醚。

化学性质

氮化镁和许多金属氮化物一样，会和水反应产生氨。其反应方程式为：Mg3N2(s) + 6 H2O(l) → 3 Mg(OH)2(aq) + 2 NH3(g)。与酸或含水的非金属氧化物反应，生成铵盐和柠檬酸镁。

基本内容

氮化镁氮化镁（Mg3N2）属于化合物；六方晶系；呈微黄色。其应用范围非常广泛；氮化镁可用做：

1、制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物时作为催化剂。第一次成功合成氮化硼时，使用的催化剂就是氮化镁；

2、制备特殊的陶瓷材料；

3、制造特殊的合金的发泡剂；

4、用于制造特种玻璃；

5、催化聚合物交连；

6、核废料的回收；

7、用于人造金刚石合成的触媒及立方氮化硼的触媒材料；

8、用于高强度钢冶炼的添加剂等。氮化镁（Mg3N2）替代建筑钢材冶炼中的脱硫镁，有利的提高钢材的密度、强度、拉力及承受力。另外使用氮化镁（Mg3N2）脱硫，可以适量减少其他添加剂，从而有助于降低建筑钢材的生产成本。

制备方法

要制备氮化镁，可将镁带在氮气中燃烧而成。其反应方程式为：3Mg + N2→ MgN。以上反应如果氮气不纯则易生成含氧化镁的产品。在干燥的NH3气体中反应的方法就更好些。将镁屑置于瓷舟或烧结氧化镁舟中，舟装在瓷管中，瓷管一端连接T形管，T形管一端可通入干燥的氨气，另一端可通入氮气。瓷管末端连接U形管，管中装有干燥剂，一半是小片状的CaO，另一半是小片状的氢氧化钾。反应管排出的气体被吸收装置吸收，吸收装置是两个盛有硫酸的锥形瓶。为防止发生倒吸，第一个吸收瓶的导管不要插到稀硫酸液面之下。向瓷管中通入干燥的NH3和N2，至第二个吸收瓶不再冒出气泡时，说明瓷管内空气已经赶净。升温至800～850℃，加热镁粉4h，镁粉变得炽热，标志着反应的开始，与此同时必有H2产生。反应过程中NH3的气压要大于外界大气压，以免倒吸。反应结束，关闭NH3，保持原来的温度继续通N2 1.5h，以除去被吸附在Mg3N2上的NH3·Mg3N2极易潮解，必须保存在干燥的容器中。若将镁带在空气中燃烧，除了会产生氧化镁之外，也会产生一些氮化镁。

储存方式

因为氮化镁容易与水反应分解，因此需要真空密封保存，防水、防潮。

安全信息

安全术语

S26：In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of H₂O and seek medical advice.眼睛接触后，立即用大量水冲洗并征求医生意见。

S36：Wear suitable protective clothing.穿戴适当的防护服。

风险术语

R36/37/38：Irritating to eyes, respiratory system and skin.刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。

计算化学数据

1、氢键供体数量：0

2、氢键受体数量：2

3、可旋转化学键数量：0

4、拓扑分子极性表面积（TPSA）：2

5、重原子数量：5

6、表面电荷：0

7、复杂度：8.9

8、同位素原子数量：0

9、确定原子立构中心数量： 0

10、不确定原子立构中心数量：0

11、确定化学键立构中心数量：0

12、不确定化学键立构中心数量：0

13、共价键单元数量：2

用途和历史

氮化镁在1957年时被化学家Robert H. Wentorf, Jr.用作合成立方氮化硼的催化剂。在第一次成功合成立方氮化硼时，使用的催化剂就是氮化镁。Wentorf在尝试将六方氮化硼变为立方氮化硼时，使用了镁作为催化剂，最终成功合成立方氮化硼。氮化镁还被应用于合成铝氮化物纳米晶体、立方硼化氮以及铝和第三族元素的氮化物。此外，氮化镁也被提议作为化石燃料无氮化过程的中间体。

参考资料

[科普中国]-氮化镁.科普中国网.2024-09-12

输入计算其摩尔质量和元素的组合物的化学式: .化学之窗.2024-09-12

氮化镁物理化学性质.化源网.2024-09-12