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窒化カルシウム（Ca₃N₂）：性質、製法、用途

窒化カルシウム（Ca₃N₂）は、カルシウム陽イオンと窒化物陰イオンから成るイオン性無機化合物である。カルシウムと窒素の反応で生成し、加水分解によりアンモニアを生じる。

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窒化カルシウムは、化学式Ca₃N₂で表される無機塩である。カルシウム陽イオンと窒化物陰イオンから成り、通常は乾燥条件下で取り扱う必要がある固体として存在する。簡潔な化学データおよび標準的な識別情報については、化学データを参照。

基本的性質

Ca₃N₂は一般に、窒化物イオン（N³⁻）が強い塩基性を示すイオン性物質とされる。この物質はプロトン性溶媒に対して反応性をもち、水に接触すると加水分解して水酸化カルシウムとアンモニアを生成する。加水分解の平衡式は、Ca₃N₂ + 6 H₂O → 3 Ca(OH)₂ + 2 NH₃と表される。構成元素については、カルシウムおよび窒化物を参照。

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1 画像
Kristallstruktur Lanthanoid-C-Typ
simple.wikipedia.org · CC BY-SA 3.0

構造と形態

窒化カルシウムは、複数の結晶形（多形）として存在しうる。その結晶化学は、大きなサイズで+2の電荷をもつカルシウムと、小さく高電荷の窒化物陰イオンを反映しており、緻密で高配位の固体構造につながる。外観および正確な格子配列は、調製条件と温度によって変化する。

調製と反応

実験室におけるCa₃N₂の直接的な調製法の一つは、高温で単体カルシウムと二窒素ガスを反応させる方法である。反応式は3 Ca + N₂ → Ca₃N₂である。Ca₃N₂は加水分解以外にも、無機合成における窒素源として作用することがあり、酸と反応してアンモニアおよび対応するカルシウム塩を生じうる。

用途、重要性および注意事項

窒化カルシウムは主に、さらなる合成のために窒化物または窒素の供給源を必要とする研究や工程で試薬として用いられる。湿気との接触によりアンモニアと腐食性の水酸化物を放出するため、乾燥した不活性雰囲気下で保管・取り扱いを行わなければならない。実用的な取扱いおよび安全上の指針については、詳細情報を参照。

  • 代表的な危険性：水と反応し、アンモニアを放出する。強い塩基性を示す。
  • 用途：窒化物化学の前駆体、研究用試薬、窒化剤。
  • 区別：窒化物（N³⁻）は、硝酸塩、アジドおよび分子状窒素とは化学的に異なる。

関連項目

著者

AlegsaOnline.com 窒化カルシウム（Ca₃N₂）：性質、製法、用途

URL: https://ja.alegsaonline.com/art/16042

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