N2 е единствената известна неутрална и стабилна структурна форма (алотроп) на азот. Синтез на неутрален N3 И N4 бяха съобщени по-рано, но не можаха да бъдат изолирани поради изключителна нестабилност. Изследователите вече успяха да синтезират хексаазот (N6), нов неутрален алотроп на азот, който те биха могли да уловят в аргонови матрици при 10K. Синтезът на N6 беше потвърдено спектроскопски и беше демонстрирано, че новият алотроп е стабилен. Реакцията на разлагане беше екзотермична с освобождаване на голямо количество енергия, което предполага възможно приложение като технология за съхранение на енергия, при условие че се изискват температури на течен азот. Въпреки това, получаването на нов стабилен, неутрален алотроп на азот е значително развитие в химията.
Алотропите са различни структурни форми на даден елемент, получени в резултат на различен начин на свързване на атомите на един и същ елемент. Те имат различни свойства въз основа на структурата си и са неутрални по отношение на заряда, съществуващи в нерадикални форми. Например, диамант, графит и графен са неутрални, стабилни алотропи на въглерода. Така са и O2 и О3 (озонови) алотропи на кислорода.
Ами неутралните, стабилни структурни форми на азота? Добрият стар азот...2 е единственият известен стабилен алотроп на азота. Два други неутрални алотропа N3 И N4 бяха съобщени по-рано съответно през 1956 г. и 2002 г., но не можаха да бъдат изолирани поради изключителна нестабилност.
Химиците вече успешно са синтезирали C2h-симетричен хексаазот (C2h-N6) при стайна температура. [C2h симетрията е често срещана форма на симетрия, наблюдавана в химическия свят. AC2h-симетричната молекула притежава двукратна ос на въртене (C2) и хоризонтална огледална равнина (σh)].
Хексанитроген (N6), новият неутрален алотроп на азота е синтезиран при стайна температура чрез газофазна реакция на хлор (Cl2) или бром (Br2) със сребърен азид (AgN3) под намалено налягане. Това е последвано от криогенно улавяне в аргонови матрици при 10 Келвина. Изследователите са успели да приготвят и хексанитроген в чиста форма като филм при 77 Келвина (точката на кипене на течния азот).
Хексанитроген (N6), приготвен по този начин в лабораторията, беше характеризиран спектроскопски и беше доказано, че е стабилен.
При разлагане, хексанитроген (N6) се разделя на три N2 молекули. Реакцията е екзотермична с освобождаване на 185.2 kcal на мол енергия, което е 2.2 и 1.9 пъти по-високо от енергията, освободена при разлагането на TNT и HMX по тегло. Поради такова голямо освобождаване на енергия при разлагане, хексаазот (N6) може да бъде обещаващ материал за съхранение на чиста енергия, но това би изисквало поддържане на хексанитроген при температури на течен азот под 77K, което може да не е подходящо за технология за съхранение на енергия.
Независимо от евентуално бъдещо приложение, приготвянето на този нов неутрален молекулярен алотроп на азот при стайна температура, който може да бъде уловен в криогенна среда, е значително развитие в химията.
***
Литература:
- Qian, W., Mardyukov, A. & Schreiner, PR Приготвяне на неутрален азотен алотроп хексанитроген C2h-N6. природа 642, 356–360 (2025). Публикувано: 11 юни 2025 г. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09032-9
***
, a new neutral allotrope of nitrogen which they could trap in argon matrices at 10K. The synthesis of N6 was confirmed spectroscopically and the new allotrope was demonstrated to be stable.){kind=link}