ニトリドシリケート

ニトリドシリケートは、窒素がケイ素に結合した陰イオンを持つ化合物です。電荷のバランスをとる対陽イオンは、主にアルカリ金属アルカリ土類金属、または希土類元素などの電気陽性金属です。ケイ素と窒素は電気陰性度が近いため、両者は共有結合しています。窒素原子はケイ素原子の周りに四面体状に配列しています。[ 1 ]

関連化合物には、ニクトゲニドシリケート(ホスフィドシリケートヒ素シリケートアンチモノシリケート)、ニクトゲニドゲルナメート(ホスフィドゲルマネート)などがある。また、ケイ素を置換することで、ニトリドゲルマネート、ニトリドスズネート、ニトリドタンタル酸塩、ニトリドチタン酸塩も存在する。

使用

ニトリドシリケートは、 LED蛍光体におけるユーロピウムのホスト物質として用いられます。例としては、CASN(カルシウムアルミニウムシリサイド窒化物)(CaAlSiN 3)、SCASN(SrCaAlSiN 3)、SCSN(SrCaSiN 3)などが挙げられます。これらは赤色蛍光を発します。[ 2 ]

生産

ニトリドシリケートは、窒素雰囲気下でシリコン窒化物と金属窒化物を1300℃以上で加熱することにより、固相反応で生成できます。混合物を酸素または空気にさらすと、酸化物またはオキシニトリドシリケートが生成します。金属窒化物の代わりに、アミン錯体、アミド、またはイミドを使用することができます。また、非常に安定したシリコン窒化物の代わりに、シリコンジイミドを使用することもできます。[ 3 ]炭素熱還元法では、金属酸化物または炭酸塩を窒素雰囲気下で炭素と共に加熱します。[ 4 ]

プロパティ

シリコンと窒素の比率は、凝縮が進むと1:4から7:10 (0.25から0.7) まで変化し、シリコン含有量の多い金属のためのサイトが少なくなります。比率が3:4 (0.75) では、金属のためのスペースがなくなり、それが窒化シリコンになります。[ 5 ]窒素含有量の低い、より凝縮された物質ほど、窒素を囲むシリコン原子の数が多くなります。この配位数は1から4まで変化しますが、最も一般的なのは3です。シリコン原子は常に4つの窒素原子によって配位されます。ケイ酸では、シリコンは4つの酸素原子に囲まれていますが、各酸素は1つまたは2つのシリコン原子にのみ結合しており、3つに結合していることはごくまれです。そのため、ニトリドケイ酸塩はケイ酸塩よりも多様な構造を形成できます。[ 6 ]

シリコン含有量が多い(凝縮度が高い)ニトリドケイ酸塩は、水や酸素による攻撃に対してより耐性があり、分解することなく大気にさらされることができます。[ 6 ]これらの凝縮ニトリドケイ酸塩は機械的強度が高く、熱、酸、アルカリに対する耐性があります。[ 1 ]

SiN 4四面体は、頂点または辺を介して互いに接続することができます。これは、頂点を介してのみ接続されるSiO 4とは異なります。 [ 1 ]

使用

ニトリドケイ酸塩は研磨剤タービンブレード切削工具、蛍光体の製造に使用されています。[ 4 ]

ニトリドケイ酸塩

名前

重さ

結晶

システム

空間

グループ

単位格子 音量 密度 コメント 参照
LiSi2N3[ 5 ]
リチウムSiN2[ 7 ]
リチウム5シリコン N 3[ 7 ]
リチウム8シリコンN4[ 8 ]
リチウム18ケイ素3窒素10[ 7 ]
リチウム21シリン3 N 114 a=9.4584 c=9.5194 反蛍石構造[ 7 ]
ベシン2[ 9 ]
マグネシウムSiN 2[ 5 ]
NaSi 2 N 3[ 9 ]
Ca 2 Si 5 N 8332.64 単斜晶系 CCa = 14.3280 b = 5.61165 c = 9.69406 β = 112.1484 Z=4 721.92 3.06 EUオレンジ蛍光 [ 5 ] [ 10 ] [ 4 ]
カシノン2[ 5 ]
Ca 3 SiN 3 H 単斜晶系 C 2/ ca = 5.236 b = 10.461 c = 16.389 β = 91.182° Z = 8 半導体:バンドギャップ3.1 eV [ 11 ]
Ca 4 SiN 4[ 5 ]
Ca 5 Si 2 N 6[ 5 ]
Ca 12 Si 4 [SiN 4 ] 三斜晶系 P1a 9.0103 b 9.0218 c 13.8252 α 71.053° β 82.738° γ 69.763° [ 12 ]
Ca 16 Si 17 N 34[ 5 ]
CaMg 3 SiN 44 1 / a[ 13 ]
Ca 5 [Si 2 Al 2 N 8 ] 斜方晶系 Pbcna = 9.255 b = 6.140 c = 15.578 [ 14 ]
LiCa 3 Si2N 5単斜晶系 C 2/ ca = 5.145 b = 20.380 c = 10.357 β = 91.24° [ 15 ]
リチウム4カルシウム3シリコン2 N 6288.24 単斜晶系 C 2/ ma=5.787 b=9.705 c=5.977 β =90.45 335.7 2.852 [ 5 ] [ 16 ]
Li 2 CaSi 2 N 4[ 5 ]
Li 2 Ca 2 Mg 2 Si 2 N 6[ 5 ]
Li 2 Ca 3 MgSi 2 N 6[ 5 ]
CaMg 3 SiN 44 1 / aa = 11.424 c = 13.445 Z=16 [ 9 ]
カルシウムアルミニウムSiN 3斜方晶系 Cmc 2 1Eu黄色蛍光 [ 17 ]
CaAlSi 4 N 7斜方晶系 Pna 2 1a = 11.6819、b = 21.0193、c = 4.9177 Å [ 18 ]
Ca 4 AlSiN 5斜方晶系 Pna 2 1a 11.2058 b 9.0512 c 6.0203 淡い赤 [ 12 ]
Ca 5 Al 2 Si 2 N 8斜方晶系 Pbcaa = 9.255 b = 6.140 c = 15.578 Z = 4 885.2 3.171 黄色 [ 9 ] [ 14 ]
CaScSi 4 N 7[ 5 ]
マンガンシリサイド二窒化物 マンガンSiN 2斜方晶系 Pna2 1a = 5.271、b = 6.521、c = 5.0706 V = 174.26 鮮やかな赤 [ 8 ]
Fe 2 Si 5 N 8364.23 単斜晶系 CCa= 14.0408 b = 5.32635 c = 9.5913 β = 110.728 Z=4 分解 1370K; 茶色 [ 10 ]
亜鉛SiN 2[ 9 ]
SrSiN 2[ 5 ]
ストロンチウム2シリコン5窒素8斜方晶系 午後2時1分a = 5.71006 b = 6.81914 c = 9.33599 Z=2 363.52 3.908 EU赤色蛍光 [ 5 ] [ 4 ] [ 19 ]
SrSi 6 N 8[ 5 ]
SrSi 7 N 10[ 18 ]
ストロンチウム5シリンジ7リン2窒素16920.83 プンマa =5.6748 b =28.0367 c =9.5280 Z=4 1522.1 4.018 [ 20 ]
SrAlSi 4 N 7斜方晶系 Pna 2 1a = 11.742 b = 21.391 c = 4.966 Z = 8 1247.2 [ 21 ]
Li 2 SrSi 2 N 4キュービック a=10.69 Z=12 1220 [ 5 ] [ 22 ]
リチウム4ストロンチウム3シリコン2 N 6単斜晶系 C 2/ ma = 6.127、b = 9.687、c = 6.220、β = 90.24° Z=2 369.1 3.876 [ 16 ]
SrBeSi 2 N 4p 6 2 ca =4.86082 c =9.42264 Z=2 [ 23 ]
SrMg 3 SiN 44 1 / aa = 11.495 c = 13.512 Z=16 [ 9 ] [ 13 ]
ストロンチウム8マグネシウム7シリウム9窒素22Cma 15.280 b 7.4691 c 10.936 β 110.462° [ 24 ]
SrAlSiN 3Cmc 2 1[ 17 ]
SrAlSi 4 N 7Pna 2 1[ 18 ]
SrScSi 4 N 7[ 5 ]
YScSi 4 N 6 C 六角 P 6 3 mca =5.9109 c =9.677 [ 25 ]
CaYSi 4 N 7[ 5 ]
SrYSi 4 N 7[ 5 ]
Ca 8 In 2 SiN 4斜方晶系 イバムa = 12.904 b = 9.688 c = 10.899 Z = 4 メタリック [ 11 ]
バシン2[ 5 ]
Ba 5 Si 2 N 6[ 9 ]
Ba 2 Si 5 N 8斜方晶系 午後2時1分EU赤色蛍光 [ 5 ] [ 4 ]
BaSi 6 N 8イム2 a = 7.9316、b = 9.3437、c = 4.8357、Z = 2 358.38 [ 5 ] [ 26 ]
BaSi 7 N 10単斜晶系 a = 6.8729、b = 6.7129、c = 9.6328、β = 106.269 、Z = 2 最も凝縮された [ 5 ] [ 27 ]
Ba 6 Si 6 N 10 O 2 (CN 2 ) P6a = 16.255、c = 5.469、Z = 3 黄色、液体ナトリウムで栽培 [ 28 ]
BaMg 3 SiN 4P1a = 3.451 b = 6.069 c = 6.101 α = 85.200 β = 73.697 γ = 73.566° Z=1 [ 29 ]
Ba 2 AlSi 5 N 9三斜晶系 P1a = 9.860 b = 10.320 c = 10.346 α = 90.37° β = 118.43° γ = 103.69° Z = 4 [ 30 ]
Ba 5 Si 11 Al 7 N 25プンムa = 9.5923、b = 21.3991、c = 5.8889 Å Z = 2 Euの黄色発光 [ 31 ]
BaSi 4 Al 3 N 9P 2 1 / Ca = 5.8465、b = 26.726、c = 5.8386 Å、β = 118.897°、Z = 4 Euブルー発光 [ 31 ]
BaScSi 4 N 7[ 5 ]
BaYSi 4 N 7[ 5 ]
LaSi 3 N 5[ 5 ]
ラニウム3シリン6窒素11[ 5 ]
ラジウム5シリウム3窒素9[ 9 ]
7シラン6窒素15[ 9 ]
Li 5 La 5 Si 4 N 12正方晶系 P 4 b 2 a = 11.043 c = 5.573 Z = 2 [ 32 ]
ニトリドケイ酸ランタンカルシウム カラシン3CaはYbまたはEuで置換できる [ 33 ]
カルシウムSi 4 N 7[ 5 ]
CeSi 3 N 5[ 9 ]
Ce 3 Si 6 N 11[ 9 ]
Ce 3 Si 5 N 9[ 9 ]
Ce 7 Si 6 N 15三斜晶系 [ 9 ]
Ce 7 Si 6 N 15三角 [ 9 ]
リチウム5セリウム5シリコン4 N 12正方晶系 P 4 b 2 a = 10.978 c = 5.514 Z = 2 [ 32 ]
プロトン3シリン6窒素11[ 9 ]
プロトン5シリン3窒素9[ 9 ]
プロトン7シリン6窒素15[ 9 ]
Ba 2 Nd 7 Si 11 N 23ダークブルー [ 34 ]
Sm 3 Si 6 M 11[ 9 ]
Ca 3 Sm 3 [Si 9 N 17 ] キュービック P4_3m a =7.3950; Z =1 404.4 [ 35 ]
ユーロピウム2SiN3Cmcaa = 5.42、b = 10.610、c = 11.629、Z = 8 [ 9 ] [ 36 ]
ジユロピウムペンタシリコニトリド ユーロピウム2シラン5窒素8斜方晶系 Pnm 2 1a=5.7094 b=6.8207 c=9.3291 Z=2 363.29 5.087 [ 9 ] [ 37 ]
EuMg 3 SiN 44 1 / aa = 11.511 c = 13.552 Z=16 [ 13 ]
Ca 3 Yb 3 [Si 9 N 17 ] キュービック P4_3m a=730.20 Z=1 389.3 [ 35 ]
BaYbSi 4 N 7NSi 4クラスター を含む[ 9 ] [ 38 ]
ユーロピウムイッテルビウム四ケイ素七窒化物 ユウロピウムシリサイド4 N 7六角 P 6 3 mca=5.9822 c=9.7455 302.03 5.887 茶色 [ 9 ] [ 37 ]
SrYbSi 4 N 7[ 9 ]
ユウロピウムシリサイド4 N 7[ 9 ]
カルシウムSi 4 N 7[ 5 ]
SrLuSi 4 N 7[ 5 ]
バルシ4 N 7[ 5 ]
2シリコン5 N 8666.90 斜方晶系 午後2時1分a = 5.774 b = 6.837 c = 9.350 269.11 6.001 Pb-Pbダンベル [ 19 ]

参考文献

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