Odkrili molekulo iz šestih dušikovih atomov

Slo-Tech - Trojna vez, ki jo tvorita dva atoma dušika, je ena najmočnejših znanih kemijskih vezi. Posledice so mnogotere, od neobstoja nevtralnih dušikovih alotropov, ki bi imeli več kot dva dušikova atoma, do energetske potratnosti proizvodnje amonijaka, ki omogoča proizvodnjo gnojil in nas dobesedno prehranjuje. Raziskovalci z Univerze Justusa Liebiga pa so prvi sintetizirali nevtralno molekulo, ki ima več kot dva dušikova atoma (in nobenega drugega). Heksadušik so predstavili v reviji Nature.

Izjemna stabilnost dušika N₂ je ena izmed gonilnih sil eksplozivov, ki so dušikove spojine in po detonaciji razpadejo (tudi) v dušik. Raziskovalci iz Giessna so C_2h-N₆ sintetizirali pri sobni temperaturi, nato pa so ga ujeli v argonovo matriko pri -263 °C. Reagirali so klor ali brom in srebrov azid, pri čemer je nastal novi dušikov alotrop. Da ima res šest atomov v molekuli, so potrdili s spektroskopskimi tehnikami.

Računske metode so v preteklosti napovedovale obstojnost različnih alotropov, ki bi imeli od štirih vse do 120 atomov. Večina je močno nestabilnih in pri sobni temperaturi spontano razpade v dušik. To so tako imenovani klasični razpadi, kvantni pojavi (denimo tuneliranje) pa njihovo stabilnost še zmanjšujejo. Nekoliko več sreče so imeli pri visokih tlakih, ko so nastajali različni eksotični ioni, na primer N₆^4-. A doslej ni nihče napravil resnične nevtralne molekule, ki bi imela več atomov dušikov. Do zdaj.

Atomi v molekuli niso ekvivalentni, kar kažejo izračuni elektronske gostote in meritve razdalj. Molekulo si lahko predstavljamo kot adukt dveh azidnih skupin, a v resnici razpade na tri molekule dušika z nizko, a ne zanemarljivo aktivacijsko energijo 14,8 kcal mol^-1. Zaradi stabilnosti N₂, ima nova molekula dvakrat več uskladiščene energije kot enaka masa TNT. Uporabljali bi jo lahko tudi raketno gorivo.