N2 هو الشكل البنيوي الوحيد المعروف (الألوتروب) المحايد والمستقر للنيتروجين. تخليق النيتروجين المحايد3 وN4 تم الإبلاغ عنها سابقًا، ولكن لم يكن من الممكن عزلها بسبب عدم الاستقرار الشديد. نجح الباحثون الآن في تخليق الهكسانيتروجين (N) في درجة حرارة الغرفة.6)، وهو شكل متآصل محايد جديد للنيتروجين يمكن حبسه في مصفوفات الأرجون عند درجة حرارة 10 كلفن. تم تركيب النيتروجين6 تم تأكيد ذلك طيفيًا، وتبين أن المتآصل الجديد مستقر. كان تفاعل التحلل طاردًا للحرارة مع إطلاق كمية كبيرة من الطاقة، مما يشير إلى إمكانية استخدامه كتقنية لتخزين الطاقة، مع مراعاة متطلبات درجات حرارة النيتروجين السائل. ومع ذلك، يُعد تحضير متآصل جديد مستقر ومحايد للنيتروجين تطورًا هامًا في الكيمياء.
المتآصلات هي أشكال هيكلية مختلفة لعنصر ما، ناتجة عن اختلاف طرق ارتباط ذرات العنصر نفسه. وتختلف خصائصها بناءً على بنيتها، وهي متعادلة الشحنة في الأشكال غير الجذرية. على سبيل المثال، الماس، والجرافيت، و... الجرافين هي أشكال متآصلة محايدة ومستقرة للكربون. وكذلك الأكسجين2 و يا3 (الأوزون) متآصلات الأكسجين.
ماذا عن الأشكال البنيوية المستقرة والمتعادلة للنيتروجين؟ النيتروجين القديم الجيد2 هو الشكل المتآصل المستقر الوحيد المعروف للنيتروجين. هناك شكلان متآصلان محايدان آخران للنيتروجين3 وN4 وقد تم الإبلاغ عن حالات مماثلة في وقت سابق في عامي 1956 و2002 على التوالي، ولكن لم يكن من الممكن عزلها بسبب عدم الاستقرار الشديد.
نجح الكيميائيون الآن في تصنيع C2h-هكسانتروجين متماثل (C2h-N6) في درجة حرارة الغرفة. [درجة مئوية2h التناظر هو شكل شائع من أشكال التناظر الملحوظ في العالم الكيميائي.2h- الجزيء المتماثل يمتلك محور دوران مزدوج (C2) ومستوى مرآة أفقي (σh)].
هيكسانيتروجين (ن6تم تحضير الشكل المتآصل المحايد الجديد للنيتروجين في درجة حرارة الغرفة من خلال تفاعل الكلور (Cl2) أو البروم (Br2) مع أزيد الفضة (AgN3) في الطور الغازي تحت ضغط منخفض. تبع ذلك احتجازٌ مُبَرّدٌ في مصفوفات أرجون عند درجة حرارة 10 كلفن. كما تمكن الباحثون من تحضير الهكسانيتروجين في صورة نقية كغشاء عند درجة حرارة 77 كلفن (درجة غليان النيتروجين السائل).
هيكسانيتروجين (ن6) تم تحضيره في المختبر بهذه الطريقة وتم وصفه طيفيًا وثبت أنه مستقر.
عند التحلل، الهكسانتروجين (N6) ينقسم إلى ثلاثة N2 الجزيئات. هذا التفاعل طارد للحرارة، إذ يُطلق 185.2 كيلو كالوري لكل مول من الطاقة، أي ما يعادل 2.2 و1.9 مرة أعلى من الطاقة المنبعثة عند تحلل مادتي TNT وHMX وزنًا. ونظرًا لكمية الطاقة الكبيرة المنبعثة عند التحلل، يُنتج الهكسانتروجين (N)6) قد تكون مادة واعدة لتخزين الطاقة النظيفة، إلا أن ذلك يتطلب الحفاظ على الهكسانتروجين في درجات حرارة النيتروجين السائل أقل من 77 كلفن، وهو ما قد لا ينجح في تكنولوجيا تخزين الطاقة.
وعلى الرغم من أي تطبيق مستقبلي، فإن تحضير هذا الشكل الجزيئي المحايد الجديد من النيتروجين في درجة حرارة الغرفة والذي يمكن حبسه في بيئة مبردة يشكل تطوراً هاماً في الكيمياء.
***
المراجع:
- تشيان، دبليو، مارديوكوف، أ. وشراينر، بي آر تحضير هيكسانيتروجين متآصل نيتروجين محايد C2س-N6 . الطبيعة 642، 356-360 (2025). نُشر في: 11 يونيو 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}