氮化铂晶胞结构推测图
由于N≡N叁键的稳定性,氮气通常被认为是一种惰性材料。但在一定条件下,氮气也会参与反应生成一些性能奇特的化合物,其中金属氮化物就是一类既有应用前景又有理论研究价值的材料。虽然过去在光谱实验中观察到一些贵金属的氮化物(RuN、OsN和IrN),甚至也有过Ag3N和Au3N的报道,但通常认为这一类元素是不会形成氮化物的。贵金属铂与其他贵金属一样,也是一种惰性元素,在高压实验中常用作压力标样。因此,当最近美国毛河光研究小组的一位法国科学家在45-50GPa高压和超过2000K的温度下合成了其氮化铂后,立即引起了轰动。实验拟合出这种新的化合物的体弹性模量为372GPa,比纯金属铂的高约100GPa,这在金属氮化物中比较反常,通常金属氮化物的体弹性模量与其对应纯金属的大致相当。另外,在温度降至0℃时,实验上仍没有观察到超导电信号,这说明新合成的化合物要么是弱金属,要么是半导体。
由于相对于铂,氮原子的电子太少,衍射强度太弱,单靠X-射线衍射实验难以确定氮化铂晶体中氮原子数和原子坐标,2004年以来,先后提出过氮化铂的晶体结构有闪锌矿型、岩盐型(NaCl)和萤石型,2006年4月11日又有人认为氮化铂的晶胞如下图所示(图中的白球表示氮原子,为便于观察,该图省略了一些氮原子)。结构分析证实,氮是四配位的,而铂是六配位的;Pt—N键长均为209.6pm,N—N键长均为142.0 pm(对比:N2分子的键长为110.0pm)。
目前贵金属元素的高压合成与物性研究已开拓了一个新的领域。