Sciencemag.cz
Doporučujeme
O sloučeninách dusíku s fosforem se na přednáškách z anorganické chemie nebo v příslušných učebnicích člověk nedozví nejspíš nic. Trocha pátrání odhalí existenci molekuly P3N5 (mimochodem, tu zmiňuje už těsně poválečná Anorganické chemie od Remyho). University of Bayreuth ale nyní oznámila, že její vědci spolu s kolegy z dalších institucí paletu známých látek dále rozšířili. Jedná se o další z podivností, které existují za vysokých tlaků.
Vědcům se za tlaku 72 GPa podařilo syntetizovat dosud neznámou modifikaci nitridu fosforu P₃N₅, polymorf δ-P₃N. Při 134 GPa pomocí diamantové kovadlinky vznikl i nitrid fosforu PN₂.Extrémní pevnost těchto molekul má být důsledkem toho, že krystalové struktury δ-P₃N₅ a PN₂ se skládají z husté sítě oktaedrů PN₆ s atomem fosforu obklopeným šesti atomy dusíku. Dosud se existence těchto strukturních jednotek pouze předpokládala, nyní však byla poprvé prokázána i empiricky.
Polymorf δ-P₃N₅ se při snížení tlaku přeměnil na jinou, rovněž dosud neznámou modifikaci P3N5. Při 7 GPa pak vznikla modifikace α′-P₃N₅. Jedná se o nový pevný materiál, který zůstává stabilníi za běžných okolních podmínek. Neobvyklá je také krystalová struktura tohoto fosforonitridu, který je složen z tetraedrů (pyramid) PN₄. Ve srovnání se známým polymorfem α-P₃N₅,u něhož se již zkoumají možnosti průmyslového využití, má α′-P₃N₅ výrazně vyšší hustotu. Je proto podstatně tvrdší a potenciálně ještě atraktivnější z hlediska možných technických aplikací.
„Sloučenina α′-P₃N₅ vzniklá dekompresí δ-P₃N₅ je příkladem toho, jak lze oklikou přes vysokotlaké syntézy objevit dusíkaté sloučeniny s velmi zajímavými vlastnostmi. Nyní by měly následovat další výzkumy s cílem prozkoumat potenciální aplikace tohoto nového materiálu. Naší publikací chceme podpořit další vysokotlaký a vysokoteplotní výzkum nekovových nitridů, které byly ve srovnání s kovovými nitridy dosud do značné míry opomíjeny,“ uvedla koordinátorka nové studie Natalia Dubrovinskaia z University of Bayreuth.
Dominique Laniel et al, Revealing Phosphorus Nitrides up to the Megabar Regime: Synthesis of α′‐P3N5, δ‐P3N5 and PN2, Chemistry—A European Journal (2022). DOI: 10.1002/chem.202201998
Zdroj: University of Bayreuth / Phys.org
Poznámka PH: přijde mi, že dnes musí být krajně nevděčné učit chemii, vysvětlovat, proč nějaká sloučenina nemůže existovat apod.
Struktura PN₂ obsahuje osmistěny PN. Credit: Dominique Laniel
