六窒素（N6）：窒素の新しい中性同素体

N₂ 窒素の唯一知られている中性かつ安定した構造形態（同素体）である。中性Nの合成₃ そして、N₄ これまで報告されていたが、極度の不安定性のため単離できなかった。研究者らは、ヘキサ窒素（N₆）は、10Kでアルゴンマトリックス中に捕捉できる窒素の新しい中性同素体である。N₆ 分光学的に確認され、この新しい同素体は安定であることが実証されました。分解反応は発熱反応であり、大量のエネルギーを放出することから、液体窒素温度を条件にエネルギー貯蔵技術への応用が期待されます。しかしながら、窒素の安定した中性同素体を新たに合成できたことは、化学における重要な進歩です。   

同素体とは、同じ元素の原子の結合様式が異なることで生じる、元素の異なる構造形態です。同素体はその構造に基づいて異なる性質を持ち、電荷中性で非ラジカル状態で存在します。例えば、ダイヤモンド、グラファイトなどが挙げられます。 グラフェン は中性で安定した炭素の同素体です。Oも同様です。₂ とO₃ （オゾン）酸素の同素体。  

中性で安定した構造の窒素はどうでしょうか？古き良きN₂ 窒素の唯一知られている安定同素体である。他の2つの中性同素体N₃ そして、N₄ それぞれ1956年と2002年に報告されましたが、極度の不安定性のため分離できませんでした。  

化学者たちはCの合成に成功した。_2h-対称六窒素（C_2h-N₆）室温では[C_2h 対称性は化学の世界でよく見られる対称性の一般的な形態である。AC_2h-対称分子は2回回転軸（CXNUMX）と水平鏡面（σh）を有する。   

六窒素（N₆窒素の新しい中性同素体である窒素は、減圧下、塩素（Cl₂）または臭素（Br₂）とアジ化銀（AgN₂）の気相反応によって室温で合成された。その後、2ケルビンのアルゴンマトリックス中で極低温トラッピングされた。研究者らはまた、2ケルビン（液体窒素の沸点）において、純粋な六窒素を薄膜として調製することに成功した。  

六窒素（N₆）は、実験室で調製され、分光学的に特性評価され、安定していることが実証されました。  

分解すると六窒素（N₆）は3つのNに分割されます₂ 分子の分解反応は発熱反応で、185.2モルあたり2.2kcalのエネルギーが放出されます。これは、重量比でTNTとHMXの分解時に放出されるエネルギーの1.9倍とXNUMX倍に相当します。分解時に放出されるエネルギーが大きいため、六窒素（N₆) はクリーンなエネルギー貯蔵材料として有望である可能性があるが、そのためには六窒素を 77K 未満の液体窒素温度に保つ必要があり、エネルギー貯蔵技術としてはうまく機能しない可能性がある。  

将来の応用にかかわらず、極低温環境で閉じ込めることができるこの新しい窒素の中性分子同素体を室温で調製することは、化学における重要な進歩です。  

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参照：  

1. Qian, W., Mardyukov, A. & Schreiner, PR 中性窒素同素体ヘキサニトロゲンの調製 C2h-N6 . 自然 642, 356–360 (2025). 発行日: 11年2025月XNUMX日. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09032-9 

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