Em um estudo recente publicado em Nature Chemistry , os cientistas relataram a síntese de um novo nitreto com brilho metálico e anéis de hexazina - o resultado de um esforço de seis anos na ciência de alta pressão.
Esta é a primeira vez que um plano N₆ ^2- , um nitreto de hexazina dianiônico, foi obtido em um experimento de laboratório. Além disso, a estrutura permaneceu relativamente estável em pressões de até 20 GPa.

Compostos ricos em nitrogênio têm atraído grande atenção devido ao seu grande potencial como materiais de alta densidade de energia (HEDMs) que podem armazenar e liberar grandes quantidades de energia. No entanto, muito poucos compostos de nitrogênio foram sintetizados até agora em comparação com o número previsto teoricamente através de cálculo e modelagem.

"As ligações N-N de baixa ordem são difíceis de manter estáveis ​​em baixa pressão", disse o Dr. Wang Yu, principal autor do estudo e pesquisador do Instituto Hefei de Ciências Físicas da Academia Chinesa de Ciências. De acordo com Wang, é por isso que sintetizar compostos de nitrogênio em laboratório é tão difícil.

Em estudos anteriores, Wang e seus colegas aprenderam que o nitrogênio diatômico molecular pode ser convertido em um sólido atômico com uma estrutura cúbica cúbica de ligação simples (cg-N) em uma bigorna de diamante a pressões extremas de até 110 GPa e 2.500 K. resultado inspirou a síntese de materiais de polinitreto em alta pressão e alta temperatura, incluindo os resultados em seus experimentos.

No entanto, como manter a estabilidade do composto e restaurar as espécies em condições práticas ainda permanece um desafio.

No estudo atual, os pesquisadores decidiram usar metais alcalinos que demonstraram reduzir a pressão necessária para a síntese, melhorando assim a estabilidade e a densidade de energia de potenciais compostos HEDM.

Os cientistas também aprenderam que usar N₃ linear ^- grupos como precursores não só reduz significativamente a barreira de ativação, mas também proporciona um ambiente de reação mais uniforme.

Os pesquisadores, assim, começaram sua síntese usando metais alcalinos e N₃ linear ^- azidas. Eles começaram com a investigação da azida de potássio (KN₃ ), que eles colocaram em uma câmara de bigorna de diamante usada para difração de raios-X e experimentos Raman.

Por tentativa e erro, os cientistas sintetizaram o N₆ ^2- avião no laboratório e estabilizou a estrutura recém-sintetizada em K₂ N₆ . A síntese bem sucedida foi baseada em KN₃ aquecido por um laser enquanto em uma bigorna de diamante a pressões acima de 45 GPa.

Usando difração de raios-X e resultados de detecção Raman, os pesquisadores, em colaboração com uma equipe liderada por Artem Oganov no Instituto de Ciência e Tecnologia Skolkovo, descobriram que todos os seus resultados eram consistentes com as previsões teóricas por meio de cálculos de primeiros princípios.

Wang disse que os pesquisadores estão "todos muito animados" para obter um nitreto com N₆ ² anéis de hexazina pela primeira vez em um experimento de laboratório. + Explorar mais

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