Azotki – nieorganiczne związki chemiczne, będące formalnie pochodnymi amoniaku, , w którym wszystkie wiązania zostały zastąpione wiązaniami z innymi pierwiastkami. W azotkach azot ma stopień utlenienia III i jest trójwiązalny, Wzór ogólny: (nie jest spełniony dla azotków międzywęzłowych). Azotki są dużą klasą związków o szerokim zakresie właściwości i zastosowań. Jon azotkowy, , nigdy nie występuje w roztworach ponieważ ze względu na jego silną zasadowość zostaje protonowany.
Klasyfikacja Azotki mogą być klasyfikowane w zależności od charakteru dominującego typu wiązań. Azotki jonowe powstają, gdy drugim pierwiastkiem jest metal silnie elektrododatni, jak na przykład lit, tworząc jonowy azotek litu. Azotki metaliczne często tworzą się w połączeniach z metalami przejściowymi, na przykład z żelazem, tworząc azotek żelaza. W przypadku połączeń azotu z metalami mniej elektrododatnimi lub z niemetalami powstają związki posiadające przewagę wiązania kowalencyjnego, jak na przykład stały azotek glinu czy amoniak. Azotków nie należy mylić z azydkami – pochodnymi kwasu azotowodorowego, .
Otrzymywanie Przykładowe metody otrzymywania: bezpośrednio z pierwiastków w wysokiej temperaturze: reakcja z amoniakiem w wysokiej temperaturze: termiczny rozkład amidków: przy czym dany amidek może być otrzymywany in situ, np.: redukcja tlenku metalu w obecności azotu: redukcja halogenku metalu w obecności azotu:
Przykłady azotków mały|Azotek glinu Klasyfikacja tak szerokiej grupy związków jest w pewnym stopniu arbitralna. Związki, gdzie azot nie występuje na III stopniu utlenienia nie są zwykle określane mianem azotków, np. trójchlorek azotu, amoniak lub aminy.
Azotki metali bloku s Tylko jeden azotek metali alkalicznych jest stabilny – różowo-czerwony azotek litu (), który tworzy się podczas spalania litu w atmosferze azotu. Otrzymano również nietrwały azotek sodu, który łatwo rozkłada się do wolnych pierwiastków. Powstaje on w reakcji sodu z azotem aktywowanym wyładowaniami elektrycznymi (gdy proces prowadzi się dłużej niż 5 min powstaje również azydek sodu, ). Istnieją doniesienia o analogicznej syntezie azotków wyższych metali alkalicznych, jednak są one bardzo nietrwałe i zostały bardzo słabo scharakteryzowane.
Azotki metali ziem alkalicznych mają ogólny wzór , np. lub . Są trwalsze od azotków metali alkalicznych i są dobrze poznane. Występują w licznych odmianach strukturalnych. Łatwo hydrolizują w kontakcie z wilgocią zawartą w powietrzu oraz w wyniku działania wody lub kwasów (podobnie zachowuje się azotek cynku):
Azotki metali bloku p thumb|Przedstawienie struktury wurcytu Azotek boru występuje pod kilkoma postaciami polimorfizm. Azotki krzemu i fosforu są również poznane, ale tylko ten drugi ma znaczenie przemysłowe. Azotki glinu, galu i indu przyjmują diamentopodobną strukturę wurcytu, w której atomy zajmują tetraedryczne położenia. Na przykład w azotku glinu, każdy atom glinu posiada cztery otaczające go atomy azotu na narożach tetraedru i podobnie każdy atom azotu posiada cztery sąsiadujące z nim atomy glinu, znajdujące się w narożach tetraedru. Znany jest azotek talu(I) , natomiast nie jest znany azotek talu(III) TlN co jest następstwem efektu biernej pary elektronowej.
Azotki metali przejściowych W 3 grupie układu okresowego znany jest tylko azotek skandu (ScN). W grupach 4, 5 i 6 metali przejściowych, w których znajduje się tytan, wanad i chrom wszystkie tworzą azotki. Charakteryzują się wysoką temperaturą topnienia i odpornością chemiczną, przedstawicielem tego typu azotków jest azotek tytanu. Czasami te substancje są nazywane „azotkami międzywęzłowymi”.
Azotki grupy 7 i 8 łatwo ulegają rozkładowi. Na przykład azotek żelaza, rozkłada się przy 200 °C. Azotki platyny i osmu mogą zawierać cząsteczki , stąd też nie powinny być nazywane azotkami.
Do azotków metali grupy 11 należy m.in. , a do azotków grupy 12 .
Azotki cząsteczkowe thumb|Azotkowy kompleks irydu Wiele metali tworzy kompleksy azotkowe. Pierwiastki grupy głównej również tworzą pewne azotki cząsteczkowe. Cyjan () i tetraazotek tetrasiarki () są rzadkimi przykładami podwójnych azotków cząsteczkowych. Rozpuszczają się one w rozpuszczalnikach apolarnych. Oba podlegają polimeryzacji. jest bardziej trwały niż analogiczny . Ogrzewanie daje polimer.
Zastosowanie Azotki ze względu na różnorodność swoich właściwości mają bardzo szerokie spektrum zastosowań. Azotki charakteryzujące się wysoką twardością i ogniotrwałością, jak azotek tytanu czy azotek boru znajdują zastosowanie między innymi w produkcji ostrzy narzędzi tnących i skrawających, ogniotrwałych naczyń laboratoryjnych i pokryć ochronnych. Azotek galu znalazł zastosowanie w wytwarzaniu m.in. niebieskiego lasera. Tak jak niektóre tlenki, azotki mogą absorbować wodór i są rozważane pod kątem magazynowania wodoru, np. azotek litu.
Zobacz też
amidki (), imidki () azydki () fosforki ()
Przypisy