N2 Es la única forma estructural neutra y estable conocida (alótropo) del nitrógeno. Síntesis de nitrógeno neutro.3 y N4 Se informaron anteriormente, pero no se pudieron aislar debido a su extrema inestabilidad. Los investigadores han logrado sintetizar hexanitrogeno (N) a temperatura ambiente.6), un nuevo alótropo neutro del nitrógeno que podrían atrapar en matrices de argón a 10 K. La síntesis de N6 Se confirmó espectroscópicamente y se demostró la estabilidad del nuevo alótropo. La reacción de descomposición fue exotérmica, con liberación de gran cantidad de energía, lo que sugiere su posible aplicación como tecnología de almacenamiento de energía, sujeta a las exigencias de las temperaturas del nitrógeno líquido. No obstante, la preparación de un nuevo alótropo estable y neutro del nitrógeno constituye un avance significativo en la química.
Los alótropos son diferentes formas estructurales de un elemento resultantes de diferentes formas de enlace entre sus átomos. Presentan diferentes propiedades según su estructura y son neutros en cuanto a carga, existiendo en formas no radicales. Por ejemplo, el diamante, el grafito y... grafeno son alótropos neutros y estables del carbono. También lo son los O2 Y O3 (ozono) alótropos del oxígeno.
¿Qué tal formas estructurales neutras y estables de nitrógeno? El clásico N2 Es el único alótropo estable conocido del nitrógeno. Otros dos alótropos neutros son N3 y N4 Se informó anteriormente en 1956 y 2002 respectivamente, pero no pudieron aislarse debido a la extrema inestabilidad.
Los químicos han sintetizado con éxito C2h-hexanitrógeno simétrico (C2h-N6) a temperatura ambiente. [C2h La simetría es una forma común de simetría observada en el mundo químico. AC2h-La molécula simétrica posee un eje de rotación doble (C2) y un plano especular horizontal (σh)].
Hexnitrógeno (N6El nuevo alótropo neutro del nitrógeno se sintetizó a temperatura ambiente mediante la reacción en fase gaseosa de cloro (Cl₂) o bromo (Br₂) con azida de plata (AgN₃) a presión reducida. A continuación, se realizó un atrapamiento criogénico en matrices de argón a 2 Kelvin. Los investigadores también lograron preparar hexanitrogeno puro como película a 2 Kelvin (el punto de ebullición del nitrógeno líquido).
Hexnitrógeno (N6) así preparado en el laboratorio se caracterizó espectroscópicamente y se demostró que era estable.
En la descomposición, el hexanitrógeno (N6) se divide en tres N2 Moléculas. La reacción es exotérmica, con una liberación de 185.2 kcal por mol de energía, que es 2.2 y 1.9 veces mayor que la energía liberada en la descomposición de TNT y HMX en peso. Debido a esta gran liberación de energía en la descomposición, el hexanitrogeno (N6) puede ser un material prometedor para almacenar energía limpia, pero eso requeriría mantener el hexnitrógeno a temperaturas de nitrógeno líquido por debajo de 77 K, lo que puede no funcionar bien para una tecnología de almacenamiento de energía.
Independientemente de cualquier aplicación futura, la preparación a temperatura ambiente de este nuevo alótropo molecular neutro del nitrógeno que podría atraparse en un entorno criogénico es un avance significativo en la química.
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Referencias:
- Qian, W., Mardyukov, A. y Schreiner, PR Preparación de un alótropo de nitrógeno neutro hexanitrogen C2h-N6 . Nature 642, 356–360 (2025). Publicado: 11 de junio de 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}