Eisennitride
# Eisennitride

Eisennitride sind anorganische chemische Verbindungen des Eisens aus der Gruppe der Nitride. Es sind mit Dieisennitrid $Fe_2N,$ Trieisennitrid $Fe_3N$ (genauer $Fe_3N_{1+x}),$ Tetraeisennitrid $Fe_4N$ und Stickstoffmartensit $α´´-Fe_{16}N_2$ sowie FeN mehrere Eisennitride bekannt.

## Vorkommen

Tetraeisennitrid kommt in der Natur als Mineral Roaldit, Trieisennitrid als Mineral Siderazot vor.

## Gewinnung und Darstellung

Eisennitride können durch Reaktion von Eisen mit Ammoniak bei 350 bis 550 °C gewonnen werden. Das entstehende Produkt entspricht in seiner Zusammensetzung der Formel $Fe_2N$ und stellt die orthorhombische γ´-Modifikation dar, die einen sehr schmalen Homogenitätsbereich aufweist.

    $\mathrm {4\ Fe+2\ NH_{3}\longrightarrow 2\ Fe_{2}N+3\ H_{2}}$

Öfters wird jedoch bei ähnlicher Herstellung auch das Auftreten einer hexagonalen ε-Phase mit geringerem Stickstoffanteil etwa entsprechend $Fe_3N$ beobachtet. Das Produkt geht beim Erhitzen im Vakuum bei etwa 500 °C unter Abgabe von Stickstoff zunächst in die ε-Phase, dann in $Fe_4N$ über.

## Eigenschaften

Eisennitride sind graue bis schwarze Pulver von metallartigem Charakter. $ζ-Fe_2N$ (CAS-Nummer: 12023-20-0) hat eine Dichte von 6,35 $g·cm^{−3}$ und besitzt eine orthorhombische Kristallstruktur mit der Raumgruppe Pbcn (Raumgruppen-Nr. 60)Vorlage:Raumgruppe/60 (a = 444 pm, b = 554 pm, c = 484 pm). Die ε-Modifikation $Fe_3N$ (CAS-Nummer: 12023-51-7) hat eine Dichte von 7,36 $g·cm^{−3}$ und besitzt eine hexagonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe $P6_322$ (Nr. 182)Vorlage:Raumgruppe/182 (a = 270 pm, c = 437 pm). $Fe_4N$ (CAS-Nummer: 12023-64-2) hat eine Dichte von 6,57 $g·cm^{−3}$ und besitzt eine Kristallstruktur mit kubisch dichtester Packung der Eisenatome und der Raumgruppe P43m (Nr. 215)Vorlage:Raumgruppe/215 (a = 379,5 pm).

## Verwendung

Eisennitride bilden sich bei der Oberflächenvergütung (Härtung) von Stahl. Der entsprechende Prozess wird als Nitrieren (chemisch korrekt: Nitridieren) bezeichnet.

Eisen-Stickstoffverbindungen können auch sehr starke Permanentmagnete ausbilden. Diese gelten als Alternative zu den heute teuren Seltenerdmagneten. Hierbei müssen jedoch Nanopartikel dargestellt werden.

