N2 ay kilala lamang na neutral at matatag na structural form (allotrope) ng nitrogen. Synthesis ng neutral N3 at N4 ay naiulat nang mas maaga ngunit hindi maaaring ihiwalay dahil sa matinding kawalang-tatag. Ang mga mananaliksik ay nagtagumpay na ngayon sa synthesis ng temperatura ng silid ng hexnitrogen (N6), isang bagong neutral na allotrope ng nitrogen na maaari nilang ma-trap sa mga argon matrice sa 10K. Ang synthesis ng N6 ay nakumpirma na spectroscopically at ang bagong allotrope ay ipinakita na matatag. Ang reaksyon ng agnas ay exothermic na may pagpapakawala ng malaking halaga ng enerhiya na nagmumungkahi ng posibleng aplikasyon bilang teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya na napapailalim sa pangangailangan ng mga temperatura ng likidong nitrogen. Sa kabila nito, ang paghahanda ng isang bagong matatag, neutral na allotrope ng nitrogen ay isang makabuluhang pag-unlad sa kimika.
Ang mga allotrop ay iba't ibang anyo ng istruktura ng isang elemento na nagreresulta mula sa iba't ibang paraan ng pagbubuklod ng mga atomo ng parehong elemento. Ang mga ito ay may iba't ibang katangian batay sa kanilang istraktura at charge-neutral na umiiral sa mga nonradical na anyo. Halimbawa, brilyante, grapayt, at graphene ay neutral, matatag na mga allotropes ng carbon. Ganoon din si O2 at O3 (ozone) allotropes ng oxygen.
Paano ang neutral, matatag na mga istrukturang anyo ng nitrogen? Ang mabuting matandang N2 ay kilala lamang na matatag na allotrope ng nitrogen. Dalawang iba pang neutral na allotropes N3 at N4 ay naiulat nang mas maaga noong 1956 at 2002 ayon sa pagkakabanggit ngunit hindi maaaring ihiwalay dahil sa matinding kawalang-tatag.
Matagumpay na ngayong na-synthesize ng mga chemist ang C2h-symmetric hexnitrogen (C2h-N6) sa temperatura ng silid. [C2h ang simetrya ay isang karaniwang anyo ng simetrya na naobserbahan sa mundo ng kemikal. AC2h-ang simetriko molekula ay nagtataglay ng dalawang-tiklop na rotation axis (C2) at isang pahalang na mirror plane (σh)].
Hexnitrogen (N6), ang bagong neutral na allotrope ng nitrogen ay na-synthesize sa temperatura ng silid sa pamamagitan ng gas-phase reaction ng chlorine (Cl2) o bromine (Br2) na may silver azide (AgN3) sa ilalim ng pinababang presyon. Sinundan ito ng cryogenic trapping sa argon matrices sa 10 Kelvin. Ang mga mananaliksik ay nakapaghanda rin ng hexnitrogen sa purong anyo bilang isang pelikula sa 77 Kelvin (ang kumukulo na punto ng likidong nitrogen).
Hexnitrogen (N6) kaya inihanda sa laboratoryo ay nailalarawan sa spectroscopically at ipinakita na matatag.
Sa pagkabulok, hexnitrogen (N6) ay nahahati sa tatlong N2 mga molekula. Ang reaksyon ay exothermic na may paglabas ng 185.2 kcal bawat mole ng enerhiya, na 2.2 at 1.9 beses na mas mataas kaysa sa enerhiya na inilabas sa agnas ng TNT at HMX ayon sa timbang. Dahil sa napakalaking paglabas ng enerhiya sa pagkabulok, ang hexnitrogen (N6) ay maaaring isang maaasahang malinis na materyal na pag-iimbak ng enerhiya, gayunpaman, mangangailangan ito ng pagpapanatili ng hexnitrogen sa mga likidong nitrogen na temperatura sa ibaba 77K na maaaring hindi gumana nang maayos para sa isang teknolohiyang imbakan ng enerhiya.
Sa kabila ng anumang aplikasyon sa hinaharap, ang paghahanda sa temperatura ng silid ng bagong neutral na molecular allotrope ng nitrogen na maaaring makulong sa isang cryogenic na setting ay isang makabuluhang pag-unlad sa kimika.
***
Sanggunian:
- Qian, W., Mardyukov, A. & Schreiner, PR Paghahanda ng neutral na nitrogen allotrope hexnitrogen C2h-N6 . Kalikasan 642, 356–360 (2025). Na-publish: 11 Hunyo 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}