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。ケイ酸塩では、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 | 式 | 式 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 11 | 私4 | 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 8 | 332.64 | 単斜晶系 | CC | a = 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/ c | a = 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 | P1 | a 9.0103 b 9.0218 c 13.8252 α 71.053° β 82.738° γ 69.763° | 黒 | [ 12 ] | ||||
| Ca 16 Si 17 N 34 | [ 5 ] | ||||||||
| CaMg 3 SiN 4 | 私4 1 / a | [ 13 ] | |||||||
| Ca 5 [Si 2 Al 2 N 8 ] | 斜方晶系 | Pbcn | a = 9.255 b = 6.140 c = 15.578 | [ 14 ] | |||||
| LiCa 3 Si2N 5 | 単斜晶系 | C 2/ c | a = 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 6 | 288.24 | 単斜晶系 | C 2/ m | a=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 4 | 私4 1 / a | a = 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 1 | Eu黄色蛍光 | [ 17 ] | |||||
| CaAlSi 4 N 7 | 斜方晶系 | Pna 2 1 | a = 11.6819、b = 21.0193、c = 4.9177 Å | [ 18 ] | |||||
| Ca 4 AlSiN 5 | 斜方晶系 | Pna 2 1 | a 11.2058 b 9.0512 c 6.0203 | 淡い赤 | [ 12 ] | ||||
| Ca 5 Al 2 Si 2 N 8 | 斜方晶系 | Pbca | a = 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 1 | a = 5.271、b = 6.521、c = 5.0706 V = 174.26 | 鮮やかな赤 | [ 8 ] | |||
| Fe 2 Si 5 N 8 | 364.23 | 単斜晶系 | CC | a= 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16 | 920.83 | 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 1 | a = 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/ m | a = 6.127、b = 9.687、c = 6.220、β = 90.24° Z=2 | 369.1 | 3.876 | [ 16 ] | |||
| SrBeSi 2 N 4 | p 6 2 c | a =4.86082 c =9.42264 Z=2 | [ 23 ] | ||||||
| SrMg 3 SiN 4 | 私4 1 / a | a = 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22 | Cm | a 15.280 b 7.4691 c 10.936 β 110.462° | [ 24 ] | ||||||
| SrAlSiN 3 | Cmc 2 1 | [ 17 ] | |||||||
| SrAlSi 4 N 7 | Pna 2 1 | [ 18 ] | |||||||
| SrScSi 4 N 7 | [ 5 ] | ||||||||
| YScSi 4 N 6 C | 六角 | P 6 3 mc | a =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 ) | P6 | a = 16.255、c = 5.469、Z = 3 | 黄色、液体ナトリウムで栽培 | [ 28 ] | |||||
| BaMg 3 SiN 4 | P1 | a = 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 | P1 | a = 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 9 | P 2 1 / C | a = 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 ] | ||||||||
| ラ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3 | Ca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2SiN3 | Cmca | a = 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 1 | a=5.7094 b=6.8207 c=9.3291 Z=2 | 363.29 | 5.087 | 赤 | [ 9 ] [ 37 ] | |
| EuMg 3 SiN 4 | 私4 1 / a | a = 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 7 | NSi 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 mc | a=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 ] | ||||||||
| 鉛2シリコン5 N 8 | 666.90 | 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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