Nitrure de carbone

Un nitrure de carbone est composé binaire de carbone et d'azote. Ce terme recouvre une grande variété de composés chimiques.

Dérivés du cyanogène
Structure du paracyanogène, un nitrure de carbone.

Le carbone forme avec l'azote une série de nitrures de formule (CN)n, où n = 1, 2, x, parmi lesquels le composé CN n'est stable qu'à température élevée. Outre le cyanogène N≡C–C≡N, il existe également l'isocyanogène N≡C–N+≡C− et le diisocyanogène −C≡N+–N+≡C−. La polymérisation du cyanogène donne du paracyanogène[1] (CN)x. Il existe également des nitrures plus riches en carbone de formule Cn(CN)m dérivant d'hydrocarbures CnH2n+m par substitution des atomes d'hydrogène par des groupes CN. Le tétracyanoéthylène (N≡C)2C=C(C≡N)2 et le dicyanoacétylène N≡C−C≡C−C≡N sont des exemples de tels composés.

Polymères et cristaux

Le nitrure de carbone graphitique et le nitrure de carbone β sont deux polymorphes de formule chimique approchée C3N4. Le premier est un polymère constitué de feuillets moléculaires bidimensionnels conjugués aux propriétés photocatalytiques intéressantes[2],[3], notamment pour la photolyse de l'eau[4], tandis que le second est une céramique métastable, produite expérimentalement sous forme de nanocristaux, qui pourrait être plus dure que le diamant, bien que cela n'ait jamais été démontré expérimentalement[5].

Azafullerènes

Les azafullerènes (en) sont des hétérofullerènes dont au moins l'un des atomes de carbone est remplacé par un atome d'azote. Ce sont par exemple le biazafullerényle[6] (C59N)2, le diaza[60]fullerène C58N2, le triaza[60]fullerène C57N3, ou encore le C48N12, ce dernier étant peut-être un isolant électrique[7].

Notes et références
  1. (en) L. L. Bircumshaw, F. M. Tayler et D. H. Whiffen, « Paracyanogen: its formation and properties. Part I », Journal of the Chemical Society (Resumed),‎ , p. 931-935 (DOI 10.1039/JR9540000931, lire en ligne)
  2. (en) Noramalina Mansor, Thomas S. Miller, Ishanka Dedigama, Ana Belen Jorge, Jingjing Jia, Veronika Brázdová, Cecilia Mattevi, Chris Gibbs, David Hodgson, Paul R. Shearing, Christopher A. Howard, Furio Corà, Milo Shaffer, Daniel J.L. Brett et Paul F. McMillan, « Graphitic Carbon Nitride as a Catalyst Support in Fuel Cells and Electrolyzers », Electrochimica Acta, vol. 222,‎ , p. 44-57 (DOI 10.1016/j.electacta.2016.11.008, lire en ligne)
  3. (en) Ping Niu, Lili Zhang, Gang Liu et Hui‐Ming Cheng, « Graphene‐Like Carbon Nitride Nanosheets for Improved Photocatalytic Activities », Advanced Functional Materials, vol. 22, no 22,‎ , p. 4763-4770 (DOI 10.1002/adfm.201200922, lire en ligne)
  4. (en) Xinchen Wang, Kazuhiko Maeda, Arne Thomas, Kazuhiro Takanabe, Gang Xin, Johan M. Carlsson, Kazunari Domen et Markus Antonietti, « A metal-free polymeric photocatalyst for hydrogen production from water under visible light », Nature Materials, vol. 8, no 1,‎ , p. 76-80 (PMID 18997776, DOI 10.1038/nmat2317, Bibcode 2009NatMa...8...76W, lire en ligne)
  5. (en) Amy Y. Liu et Marvin L. Cohen, « Prediction of New Low Compressibility Solids », Science, vol. 245, no 4920,‎ , p. 841-842 (PMID 17773359, DOI 10.1126/science.245.4920.841, Bibcode 1989Sci...245..841L, lire en ligne)
  6. (en) Jan C. Hummelen, Brian Knight, James Pavlovich, Rosario González et Fred Wudl, « Isolation of the Heterofullerene C59N as Its Dimer (C59N)2 », Science, vol. 269, no 5230,‎ , p. 1554-1556 (PMID 17789446, DOI 10.1126/science.269.5230.1554, JSTOR 2889104, Bibcode 1995Sci...269.1554H, lire en ligne)
  7. (en) M. Riad Manaa, David W. Sprehn et Heather A. Ichord, « Prediction of Extended Aromaticity for a Novel C48N12 Azafullerene Structure », Journal of the American Chemical Society, vol. 124, no 47,‎ , p. 13990-13991 (PMID 12440886, DOI 10.1021/ja0281885, lire en ligne)
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