N2 est la seule forme structurale neutre et stable connue (allotrope) de l'azote. Synthèse de l'azote neutre3 et N4 Des cas ont été signalés précédemment, mais n'ont pu être isolés en raison d'une instabilité extrême. Des chercheurs ont maintenant réussi à synthétiser à température ambiante de l'hexanitrogène (N6), un nouvel allotrope neutre de l'azote qu'ils pourraient piéger dans des matrices d'argon à 10 K. La synthèse de N6 La spectroscopie a confirmé la stabilité du nouvel allotrope. La réaction de décomposition, exothermique, a libéré une grande quantité d'énergie, suggérant une application possible comme technologie de stockage d'énergie, sous réserve des exigences de température de l'azote liquide. Malgré cela, la préparation d'un nouvel allotrope stable et neutre de l'azote constitue une avancée majeure en chimie.
Les allotropes sont différentes formes structurales d'un élément, résultant de différents modes de liaison des atomes du même élément. Leurs propriétés varient selon leur structure et ils sont neutres en charge, existant sous forme non radicalaire. Par exemple, le diamant, le graphite et graphène sont des allotropes neutres et stables du carbone. Il en va de même pour les O2 et O3 (ozone) allotropes de l'oxygène.
Que diriez-vous de formes structurelles neutres et stables d'azote ? Le bon vieux N2 est le seul allotrope stable connu de l'azote. Deux autres allotropes neutres N3 et N4 Des cas ont été signalés plus tôt en 1956 et 2002 respectivement, mais n'ont pas pu être isolés en raison d'une instabilité extrême.
Les chimistes ont maintenant réussi à synthétiser le C2h-hexanitrogène symétrique (C2h-N6) à température ambiante. [C2h la symétrie est une forme courante de symétrie observée dans le monde chimique.2h-la molécule symétrique possède un axe de rotation double (C2) et un plan miroir horizontal (σh)].
Hexazote (N6), le nouvel allotrope neutre de l'azote a été synthétisé à température ambiante par réaction en phase gazeuse du chlore (Cl2) ou du brome (Br2) avec de l'azoture d'argent (AgN3) sous pression réduite. Cette réaction a été suivie d'un piégeage cryogénique dans des matrices d'argon à 10 Kelvin. Les chercheurs ont également pu préparer de l'hexaazote pur sous forme de film à 77 Kelvin (le point d'ébullition de l'azote liquide).
Hexazote (N6) ainsi préparé en laboratoire a été caractérisé spectroscopiquement et s'est avéré stable.
Lors de la décomposition, l'hexaazote (N6) se divise en trois N2 molécules. La réaction est exothermique avec un dégagement de 185.2 kcal par mole d'énergie, soit 2.2 et 1.9 fois plus élevé que l'énergie libérée lors de la décomposition du TNT et du HMX (en poids). En raison d'un dégagement d'énergie aussi important lors de la décomposition, l'hexaazote (N)6) pourrait être un matériau prometteur de stockage d'énergie propre, mais cela nécessiterait de maintenir l'hexanitrogène à des températures d'azote liquide inférieures à 77 K, ce qui pourrait ne pas fonctionner correctement pour une technologie de stockage d'énergie.
Nonobstant toute application future, la préparation à température ambiante de ce nouvel allotrope moléculaire neutre de l'azote qui pourrait être piégé dans un environnement cryogénique constitue un développement important en chimie.
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Références:
- Qian, W., Mardyukov, A. & Schreiner, PR Préparation d'un allotrope d'azote neutre hexanitrogen C2h-N6 . Nature 642, 356–360 (2025). Publié le 11 juin 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}