Interested Article - Нитрид углерода

Нитрид углерода — бинарное соединение углерода и азота. Химическая формула: C ₃ N ₄ . Кристаллический нитрид углерода может существовать в нескольких полиморфных модификациях.

История получения

Один слой трехмерной кристаллической решетки β-нитрида углерода

Вещество (в виде модификации ) было впервые предложено в работах М. Коэна 1985 и 1989 годов (последняя в соавторстве с Э. Лю) . Было высказано предположение, что атомы углерода и азота в соотношении 3:4 могут образовывать особенно короткие и сильные связи в стабильной кристаллической решетке. Согласно расчётам это вещество может быть как минимум столь же твёрдым, как алмаз.

Исследования Коэна привлекли к нитриду углерода внимание учёных, и в дальнейшем были предсказано существование ещё нескольких его модификаций: альфа-нитрид углерода, псевдокубический нитрид углерода и (имеет структуру на основе циклов). Позднее было обнаружено, что благодаря особым полупроводниковым свойствам последний проявляет необычную каталитическую активность .

В течение последнего десятилетия XX века были предприняты многочисленные попытки получения вышеуказанных модификаций нитрида углерода , в результате которых были разработаны методы получения вещества в виде тонких плёнок (и, следовательно, в очень небольших количествах). Сложность синтеза в основном обусловлена термической неустойчивостью нитрида углерода (температура разложения 800 °C) .

В 2002 году был синтезирован объёмный образец кристаллического нитрида углерода (из его аморфной формы) .

В 2023 году учёные сообщили о том, что синтезированы и идентифицированы три новых соединения нитрида углерода (tI14-C3N4, hP126-C3N4 и tI24-CN2), которые по твёрдости могут конкурировать с алмазом и тверже, чем кубический нитрид бора .

Другие классы соединений углерода и азота

Производные фуллеренов

— класс гетерофуллеренов, в которых углерод в некоторых позициях замещен на азот.
Цианофуллерены — класс модифицированных фуллеренов с присоединенными к углеродному скелету цианогруппами .

Органические нитриды

Перцианоуглеводороды (C _n (CN) _m ) — углеводороды, все водороды в которых замещены цианогруппами . Простейшим представителем можно считать дициан .
Перазидоуглеводороды (C _n (N ₃ ) _m ) — углеводороды, все водороды в которых замещены азидными группами.

Примечания

Liu A. Y. , Cohen M. L. Prediction of new low compressibility solids (англ.) // Science. — 1989. — Vol. 245 , iss. 4920 . — P. 841—843 . — doi : . — .
Thomas A. , Fischer A. , Goettmann F. , Antonietti M. , Müller J.-O. , Schlögl R. , Carlsson J.M. Graphitic carbon nitride materials: variation of structure and morphology and their use as metal-free catalysts (англ.) // Journal of Materials Chemistry. — 2008. — Vol. 18 , iss. 41 . — P. 4893–4908 . — doi : .
(неопр.) . Дата обращения: 2 марта 2019. Архивировано из 13 июля 2018 года.
(неопр.) . Дата обращения: 2 марта 2019. 10 июля 2019 года.
(неопр.) . Дата обращения: 2 марта 2019. 2 марта 2019 года.