Chemie der Nichtmetalle, Kap. 6.7

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Inhalt

1. Einleitung

2. Wasserstoff

3. Edelgase

4. Halogene

5. Chalkogene

6. Pentele

7. Tetrele

8. Bor

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Vorlesung Chemie der Nichtmetalle

6. Pnicogene (Pentele): N, P, As

6.7. Nitride, Phosphide, Arsenide

Einteilung

Die Verbindungen der Pentele mit anderen Elementen lassen sich in drei große Gruppen einteilen:

kovalente Nitride, Phosphide, Arsenide
salzartige (ionische) Nitride, Phosphide, Arsenide
metallische interstitielle (!! NUR !!) Nitride

1. Kovalente Verbindungen

Die kovalenten Verbindungen mit Elementen der 5., 6. und 7. Hauptgruppe sind in den Kapiteln 6.3. (Halogenide) 6.4. (Chalkogenide) und 6.6. (P-Nitride) zu finden.
Mit den Nichtmetallen der 3. und 4. Hauptgruppe werden harte Festkörper gebildet:
- α-BN zeigt eine Schichtstruktur ähnlich der von Graphit, die Schichten bestehen alterniernde aus B und N. Diese Schichten sind jedoch im Unterschied zu Graphit direkt übereinander gestapelt und zwar so, daß immer B über N zu liegen kommt. VRML
- β-BN wird auch kubisches Bornitrid genannt und hat entsprechend eine geordnete Diamantstruktur (Zinkblende). Wie Diamant ist die Verbindung sehr hart und nur unter Druck synthetisierbar.
- Si₃N₄ bildet zwei verschiedene Modifikationen in der jeweils eckverknüpfte SiN₄-Tetraeder vorliegen. Im Unterschiedlich zu den Si-Oxiden treffen hier aber an den N-Ecken der Tetraeder bis zu vier Si-Tetraeder aufeinander.
- AlN hat ebenfalls wie Zinkblende-Struktur (geordnete Diamantstruktur). AlN ist als Halbleiter in der LED-Technolgie wichtig (blaue LEDs).
- B₄₈B₂N₂ kristallisiert in der Struktur des tetragonalen Bors (s. Kap. 2.2.6. der Vorlesung Anorganische Strukturchemie).

2. Salzartige Verbindungen

Mit Alkali- und Erdalkalielementen werden salzartige Verbindungen gebildet.

Die Nitride enthalten isolierte N^3--Anionen (z.B. Ca₃N₂, Li₃N). Mit Wasser entsteht NH₃.
Bei den Phosphiden gibt es eine Vielzahl auch hochmolekularer Festkörper, s. bei den Phosphiden.
Die Arsenide bilden den Übergang zu den Zintl-Phasen. Na₃As enthält isolierte Anionen As^3- (Edelgasisoter), in LiAs liegen dagegen 4₁-As^--Schrauben (isolektronisch zu S) vor. Weitere Beispiele s. Kap. 6.2. der Vorlesung Intermetallische Phasen.

3. Metallische Verbindungen

Echte metallische Verbindungen (interstitielle fest Lösungen) sind nur für Stickstoff bekannt: Mit den Metallen der 4. bis 8. Nebengruppe entstehen extrem hochschmelzende harte Festkörper (z.B. TiN). In den Strukturen dieser Phasen ist Stickstoff in die Lücken der Metallpackungen eingebaut. Die Phosphide und Arsenide der Übergangsmetalle bilden häufig eigene Strukturtypen (NiAs-Typ, Pyrit-, Markasit und Löllingit-Struktur) (s. Kap. 8. der Vorlesung Intermetallische Phasen.

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