N2 è nota solo la forma strutturale neutra e stabile (allotropo) dell'azoto. Sintesi di N neutro3 e N4 sono stati segnalati in precedenza ma non potevano essere isolati a causa dell'estrema instabilità. I ricercatori sono ora riusciti a sintetizzare a temperatura ambiente l'esazoto (N6), un nuovo allotropo neutro dell'azoto che potrebbero intrappolare in matrici di argon a 10K. La sintesi di N6 è stato confermato spettroscopicamente e il nuovo allotropo si è dimostrato stabile. La reazione di decomposizione è stata esotermica con rilascio di una grande quantità di energia, suggerendo una possibile applicazione come tecnologia di accumulo di energia, subordinata al requisito delle temperature dell'azoto liquido. Ciononostante, la preparazione di un nuovo allotropo stabile e neutro dell'azoto rappresenta un significativo sviluppo in chimica.
Gli allotropi sono diverse forme strutturali di un elemento, risultanti da diverse modalità di legame tra gli atomi dello stesso elemento. Hanno proprietà diverse in base alla loro struttura e sono a carica neutra, presenti in forme non radicaliche. Ad esempio, diamante, grafite e grafene sono allotropi neutri e stabili del carbonio. Lo stesso vale per O2 E O3 (ozono) allotropi dell'ossigeno.
Che ne dite di forme strutturali neutre e stabili dell'azoto? Il buon vecchio N2 è l'unico allotropo stabile noto dell'azoto. Altri due allotropi neutri N3 e N4 erano stati segnalati rispettivamente nel 1956 e nel 2002, ma non è stato possibile isolarli a causa dell'estrema instabilità.
I chimici hanno ora sintetizzato con successo il C2h-esazoto simmetrico (C2h-N6) a temperatura ambiente. [C2h la simmetria è una forma comune di simmetria osservata nel mondo chimico. AC2h-la molecola simmetrica possiede un asse di rotazione doppio (C2) e un piano speculare orizzontale (σh)].
Esazoto (N6), il nuovo allotropo neutro dell'azoto è stato sintetizzato a temperatura ambiente attraverso la reazione in fase gassosa di cloro (Cl₂) o bromo (Br₂) con azide d'argento (AgN₂) a pressione ridotta. A questo è seguito un intrappolamento criogenico in matrici di argon a 2 Kelvin. I ricercatori sono stati anche in grado di preparare esantropo puro come film a 2 Kelvin (il punto di ebollizione dell'azoto liquido).
Esazoto (N6) così preparato in laboratorio è stato caratterizzato spettroscopicamente e si è dimostrato stabile.
Durante la decomposizione, l'esazoto (N6) si divide in tre N2 molecole. La reazione è esotermica con un rilascio di 185.2 kcal per mole di energia, che è rispettivamente 2.2 e 1.9 volte superiore all'energia rilasciata dalla decomposizione di TNT e HMX in peso. A causa di un rilascio di energia così elevato durante la decomposizione, l'esazoto (N6) potrebbe essere un materiale promettente per l'accumulo di energia pulita, tuttavia ciò richiederebbe di mantenere l'esanodo a temperature dell'azoto liquido inferiori a 77 K, il che potrebbe non essere adatto per una tecnologia di accumulo di energia.
Nonostante qualsiasi futura applicazione, la preparazione a temperatura ambiente di questo nuovo allotropo molecolare neutro dell'azoto, che potrebbe essere intrappolato in un ambiente criogenico, rappresenta un importante sviluppo nel campo della chimica.
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Riferimenti:
- Qian, W., Mardyukov, A. & Schreiner, PR Preparazione di un allotropo di azoto neutro esantrogeno C2h-N6 . Natura 642, 356–360 (2025). Pubblicato: 11 giugno 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09032-9
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, 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}