Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vědci z univerzit v Bayreuthu a Linköpingu připravili za velmi vysokého tlaku dvě překvapivé sloučeniny dusíku s kovem vzácných zemin yttriem. Chemici uvádějí, že nové nitridy obsahují prstencovou a spirálovitou krystalovou strukturu dusíku; ani jedna z nich dosud nebyla pozorována v experimentech nebo předpovězena v teoretických výpočtech. Jak se ukazuje, za vysokých tlaků tvoří dusík mnohem pestřejší paletu sloučenin, než známe z běžné chemie; dokonce v určitém ohledu svou schopností vytvářet složitější molekuly připomíná uhlík (v průvodní tiskové zprávě se proto uvádí i termín „organická chemie dusíku“, míněno jako jeho vlastní složité struktury neobsahující uhlík).
Řada těchto sloučenin dusíku, připravená v poslední době, má také technologicky zajímavé vlastnosti, jako je např. velmi vysoká hustota vazebné energie (tj. jde mj. o účinnou výbušninu, respektive akumulátor energie) nebo tvrdost.
Viz také: Poprvé připravili exotické nitridy s kruhem 6 dusíků, mohly by sloužit jako akumulátory energie
Dva nové nitridy yttria, YN₆ a Y₂N₁₁, byly vytvořeny syntézou v laserem zahřívané diamantové buňce. Při kompresním tlaku 100 GPa a teplotě přibližně 2 700 °C došlo k chemickým reakcím mezi atomy obou prvků. Krystalové struktury YN₆ a Y₂N₁₁ mají unikátní uspořádání atomů dusíku:
Krystaly YN₆ obsahují rovinné, symetricky uspořádané kruhové cykly. V každém z těchto cyklů je atom yttria obklopen 18 atomy dusíku uspořádanými do tvaru hvězdy. Další atomy yttria zajišťují, že kruhy leží stabilně nad sebou. Krystaly Y₂N₁₁ zase obsahují dva spirálové řetězce atomů dusíku, které dohromady tvoří dvojitou šroubovici. Taková struktura je v anorganické chemii velmi vzácná. Nyní objevená polynitrogenová dvojitá šroubovice může být vhodná jako vzor pro syntézu dalších anorganických spirálových struktur.
Andrey Aslandukov et al, Anionic N 18 Macrocycles and a Polynitrogen Double Helix in Novel Yttrium Polynitrides YN 6 and Y 2 N 11 at 100 GPa, Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI: 10.1002/anie.202207469
Zdroj: Bayreuth University / Phys.org
Kruhy YN₆ a šroubovice Y₂N₁₁. Credit: Andrii Aslandukov, Bayreuth University.
