Нитрид цезия Cs₃N

Физические и химические свойства нитрида цезия

Идентификационные данные

• Химическая формула: Cs₃N
• CAS: 12134-29-1
• Молярная масса: 412,73 г/моль (3 × 132,91 + 14,01)
• Внешний вид: кристаллы (наблюдение в инертной среде)
• Гигроскопичность: высокая — поглощает влагу из воздуха с немедленным разложением

Химические свойства

Нитрид цезия — химически крайне активное соединение. Устойчив только в среде инертного газа (аргон, гелий) или в вакууме.

• Реакция с водой: протекает бурно. Cs₃N + 3H₂O → 3CsOH + NH₃. Продукты: гидроксид цезия и аммиак.
• Воспламенение на воздухе: Cs₃N самовоспламеняется при контакте с воздухом — пирофорное соединение.
• Нагревание: при нагревании взрывается с выделением молекулярного азота N₂.
• Несовместимые вещества: хлор, фосфор, сера — реакция с любым из них протекает с воспламенением или взрывом.

Техника безопасности при работе с нитридом цезия

Нитрид цезия относится к наиболее опасным лабораторным реагентам — сочетает пирофорность, взрывоопасность при нагреве и высокотоксичные продукты разложения.

• Пирофорность: самовозгорание при контакте с воздухом — работа исключительно в перчаточном боксе с инертной атмосферой.
• Взрывоопасность: не нагревать — возможен взрыв с выделением N₂.
• Токсичность: при разложении выделяется NH₃. Вдыхание аммиака опасно для дыхательных путей; работа только в вытяжном шкафу или боксе.
• Несовместимые реагенты: категорически не допускать контакта с Cl₂, P, S, водой и кислородсодержащими соединениями.
• Хранение: герметичная тара, вакуум или атмосфера аргона.
• Утилизация: нейтрализация в разбавленных кислотах под контролем, в вытяжном шкафу, с защитой от вспышки.
• СИЗ: перчатки, защитные очки, огнестойкий лабораторный халат; работа в одиночку исключена.

Лабораторное применение нитрида цезия

Cs₃N остаётся реагентом, применяемым исключительно в научных исследованиях. Промышленного применения соединение не имеет.

Гидролиз для получения NH₃. При разложении водой Cs₃N выделяет аммиак высокой чистоты. Метод пригоден для лабораторных экспериментов, где важна чистота NH₃.

Фундаментальные исследования. Cs₃N используется как модельное соединение при изучении нитридов щелочных металлов, их электронной структуры и ионной проводимости. Представляет интерес в рамках исследований высокоэнергетических материалов на основе полинитридов цезия.

Cs₃N получают в электрическом разряде в жидком азоте между цезиевыми электродами — метод, требующий специализированного оборудования и условий.

Цезий металлический, из которого синтезируют нитрид, поставляется в ампулах в составе группы реагентов на основе цезия — см. цезий металлический в ампулах. К аналогичному классу пирофорных соединений цезия относится гидрид цезия CsH, требующий идентичных условий хранения и обращения.