N2 азоттун нейтралдуу жана туруктуу структуралык формасы (аллотроп) гана белгилүү. Нейтралдуу N3 жана N4 синтези мурда кабарланган , бирок өтө туруксуздуктан улам бөлүп алууга мүмкүн болгон эмес. Изилдөөчүлөр азыр бөлмө температурасында гексанитрогендин (N6) синтезин жасоодо ийгиликке жетишти , бул азоттун жаңы нейтралдуу аллотропу, алар аны 10К температурада аргон матрицаларында кармай алышат. N6 синтези спектроскопиялык жол менен тастыкталды жана жаңы аллотроп туруктуу экени көрсөтүлдү. Ажыроо реакциясы экзотермикалык болду, көп өлчөмдөгү энергия бөлүнүп чыкты, бул суюк азоттун температурасынын талабына ылайык энергия сактоо технологиясы катары колдонулушу мүмкүн экендигин көрсөтүп турат. Ошого карабастан, азоттун жаңы туруктуу, нейтралдуу аллотропун даярдоо химиядагы маанилүү өнүгүү болуп саналат.
Аллотроптор – бул бир эле элементтин атомдорунун ар кандай байланышуу ыкмасынан келип чыккан элементтин ар кандай структуралык формалары. Алар түзүлүшүнө жараша ар кандай касиеттерге ээ жана радикалдуу эмес формаларда кездешкен зарядга нейтралдуу. Мисалы, алмаз, графит жана графен көмүртектин нейтралдуу, туруктуу аллотроптору. Ошондой эле кычкылтектин O2 жана O3 (озон ) аллотроптору.
Азоттун нейтралдуу, туруктуу структуралык формалары кандай? Эски жакшы N2 азоттун туруктуу аллотропу гана белгилүү. Дагы эки нейтралдуу N3 жана N4 аллотроптору мурда 1956 жана 2002-жылдары кабарланган, бирок өтө туруксуздуктан улам аларды бөлүп көрсөтүүгө мүмкүн болгон эмес.
Химиктер азыр бөлмө температурасында C2h-симметриялык гексанитрогенди (C2h-N6) ийгиликтүү синтездешти. [ C2h симметриясы химиялык дүйнөдө байкалган симметриянын кеңири таралган түрү. AC2h - симметриялык молекуласы эки эселенген айлануу огу (C2) жана горизонталдык күзгү тегиздигине (σh) ээ].
Гексанитроген (N6 ) , азоттун жаңы нейтралдуу аллотропу, бөлмө температурасында хлордун (Cl2) же бромдун (Br2) күмүш азиди (AgN3) менен төмөндөтүлгөн басым астында газ фазасындагы реакциясы аркылуу синтезделген. Андан кийин 10 Кельвинде аргон матрицаларында криогендик кармоо жүргүзүлгөн. Изилдөөчүлөр ошондой эле 77 Кельвинде (суюк азоттун кайноо температурасы) гексанитрогенди таза түрүндө пленка катары даярдай алышкан.
Лабораторияда ушундайча даярдалган гексанитроген (N6 ) спектроскопиялык түрдө мүнөздөлүп, туруктуу экени көрсөтүлдү.
Ажыраганда гексанитроген (N6 ) үч N2 молекуласына бөлүнөт . Реакция экзотермикалык болуп, бир мол энергияга 185.2 ккал бөлүнүп чыгат, бул салмагы боюнча тротил жана HMX ажыроодо бөлүнүп чыккан энергиядан 2.2 жана 1.9 эсе жогору. Ажыроодо мындай чоң энергия бөлүнүп чыккандыктан, гексанитроген (N6 ) келечектүү таза энергия сактоочу материал болушу мүмкүн, бирок бул гексанитрогенди 77 К төмөн суюк азоттун температурасында сактоону талап кылат, бул энергия сактоо технологиясы үчүн жакшы иштебеши мүмкүн.
Келечектеги ар кандай колдонууга карабастан, криогендик шартта кармалышы мүмкүн болгон азоттун бул жаңы нейтралдуу молекулярдык аллотропун бөлмө температурасында даярдоо химиядагы олуттуу өнүгүү болуп саналат.
***
Колдонулган адабияттар:
- Qian, W., Mardyukov, A. & Schreiner, PR Нейтралдуу азот аллотропунун гексанитрогенин даярдоо C2h-N6 . жаратылыш 642, 356–360 (2025). Жарыяланганы: 11 июнь 2025. 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}