N2 је једини познати неутрални и стабилни структурни облик (алотроп) азота. Синтеза неутралног N3 и Н4 су раније објављени, али нису могли бити изоловани због екстремне нестабилности. Истраживачи су сада успели да синтезују хексанитроген (N6), нови неутрални алотроп азота који су могли да заробе у аргонским матрицама на 10K. Синтеза N6 је спектроскопски потврђено и показало се да је нови алотроп стабилан. Реакција разлагања је била егзотермна са ослобађањем велике количине енергије, што сугерише могућу примену као технологије складиштења енергије, подложне захтевима температуре течног азота. Упркос томе, припрема новог стабилног, неутралног алотропа азота представља значајан напредак у хемији.
Алотропи су различити структурни облици елемента који настају услед различитих начина везивања атома истог елемента. Имају различита својства на основу своје структуре и неутрални су по питању наелектрисања, постојећи у нерадикалним облицима. На пример, дијамант, графит и графен су неутрални, стабилни алотропи угљеника. Такође су и О2 и О3 (озон) алотропи кисеоника.
Шта је са неутралним, стабилним структурним облицима азота? Добри стари N2 је једини познати стабилни алотроп азота. Два друга неутрална алотропа N3 и Н4 су пријављени раније, 1956. и 2002. године, али нису могли бити изоловани због екстремне нестабилности.
Хемичари су сада успешно синтетизовали C2h-симетрични хексаазот (C2h-N6) на собној температури. [C2h симетрија је уобичајени облик симетрије који се примећује у хемијском свету. AC2h-симетрични молекул поседује двоструку осу ротације (C2) и хоризонталну раван огледала (σh)].
Хексанитроген (N6), нови неутрални алотроп азота је синтетисан на собној температури кроз реакцију у гасној фази хлора (Cl2) или брома (Br2) са сребрним азидом (AgN3) под сниженим притиском. Након тога је уследило криогено хватање у аргонским матрицама на 10 Келвина. Истраживачи су такође успели да припреме хексаазот у чистом облику као филм на 77 Келвина (тачка кључања течног азота).
Хексанитроген (N6) тако припремљен у лабораторији је спектроскопски окарактерисан и показано је да је стабилан.
При разлагању, хексанитроген (N6) се разлаже на три N2 молекула. Реакција је егзотермна са ослобађањем 185.2 kcal по молу енергије, што је 2.2 и 1.9 пута више од енергије ослобођене при разлагању TNT и HMX по тежини. Због тако великог ослобађања енергије при разлагању, хексаазот (N6) може бити обећавајући материјал за складиштење чисте енергије, међутим, то би захтевало држање хексанитрогена на температурама течног азота испод 77 К, што можда неће добро функционисати за технологију складиштења енергије.
Без обзира на било какву будућу примену, припрема овог новог неутралног молекуларног алотропа азота на собној температури, који би могао бити заробљен у криогеном окружењу, представља значајан напредак у хемији.
***
Референце:
- Ћиан, В., Мардјуков, А. и Шрајнер, ПР Припрема неутралног азотног алотропа хексанитрогена C2h-N6. Природа 642, 356–360 (2025). Објављено: 11. јуна 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}