Il nitruro di zinco è un composto binario non molecolare dello zinco(II) con l'azoto(-III) avente formula minima è Zn3N2 o anche (ZnII)3(N-III)2.
Solitamente viene ottenuto sotto forma di cristalli grigio-blu, stabili fino a non molto oltre 600 °C. È un materiale semiconduttore e in forma pura ha la struttura della anti-bixbyite (Mn2O3).
Proprietà chimiche Il nitruro di zinco può essere ottenuto per decomposizione termica del diammoniuro di zinco (Zn(NH2)2), o zinco diammina) in atmosfera inerte, a temperature superiori a 200 °C. Il sottoprodotto della reazione è l'ammoniaca:
3Zn(NH2)2 -> Zn3N2 \ + \ 4NH3
Si può formare anche riscaldando lo zinco a 600 °C in corrente di ammoniaca; il sottoprodotto è idrogeno gassoso:
3Zn \ + \ 2NH3 -> Zn3N2 \ + \ 3H2
La decomposizione del nitruro di zinco negli elementi alla stessa temperatura è una reazione concorrente; a 700 °C il nitruro di zinco si decompone. È stato ottenuto anche producendo una scarica elettrica tra elettrodi di zinco in atmosfera di azoto. Film sottili sono stati prodotti mediante deposizione chimica da vapore di bis(bis(trimetilsilil)ammido]zinco con ammoniaca gassosa su silice o allumina rivestita di ossido di zinco a una temperatura compresa tra 275 e 410 °C.
Il nitruro di zinco reagisce violentemente con l'acqua per formare ammoniaca e ossido di zinco:
Zn3N2 \ + \ 3H2O -> 3ZnO \ + \ 2NH3
Il nitruro di zinco reagisce con il litio (prodotto in una cella elettrochimica) per inserzione di Li nel reticolo cristallino. La reazione iniziale è la conversione irreversibile in LiZn in una matrice di beta-Li3N. Questi prodotti possono quindi essere convertiti reversibilmente per via elettrochimica nel nitruro bimetallico LiZnN (struttura tipo fluorite) e Zn metallico.
Struttura cristallina La struttura cristallina è antiisomorfa con triossido di dimanganese (bixbyite). Il composto è endotermico, la sua entalpia standard di formazione è circa 24 kcal/mol (100 kJ/mol). È un semiconduttore con una band-gap di circa 3,2 eV. Tuttavia, un sottile film di nitruro di zinco preparato mediante elettrolisi con un elettrodo di zinco di una miscela di sali fusi contenente nitruro di litio (Li3N) ha mostrato un band-gap di 1,01 eV.
Il nitruro di zinco ha una struttura cubica con gruppo spaziale Ia (gruppo n° 206).
Note
Voci correlate Zinco Azoto Composti dello zinco
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