Hexanitrogen (N6): A New Neutral Allotrope ຂອງໄນໂຕຣເຈນ

N₂ ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກພຽງແຕ່ຮູບແບບໂຄງສ້າງທີ່ເປັນກາງແລະຫມັ້ນຄົງ (allotrope) ຂອງໄນໂຕຣເຈນ. ການສັງເຄາະຂອງ N₃ ແລະ N₄ ​ໄດ້​ຖືກ​ລາຍ​ງານ​ມາ​ກ່ອນ​ໜ້າ​ນີ້ ​ແຕ່​ບໍ່​ສາມາດ​ແຍກ​ອອກ​ໄດ້​ຍ້ອນ​ຄວາມ​ບໍ່​ໝັ້ນຄົງ​ທີ່​ສຸດ. ໃນປັດຈຸບັນນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ປະສົບຜົນສໍາເລັດໃນການສັງເຄາະອຸນຫະພູມຫ້ອງຂອງ hexanitrogen (N₆), ເປັນ allotrope ເປັນກາງໃຫມ່ຂອງໄນໂຕຣເຈນທີ່ເຂົາເຈົ້າສາມາດໃສ່ກັບດັກໃນ matrices argon ຢູ່ທີ່ 10K. ການ​ສັງ​ເຄາະ N₆ ໄດ້ຖືກຢືນຢັນໂດຍ spectroscopically ແລະ allotrope ໃຫມ່ໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມີຄວາມຫມັ້ນຄົງ. ປະຕິກິລິຍາ decomposition ແມ່ນ exothermic ກັບການປ່ອຍຂອງຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງພະລັງງານແນະນໍາການນໍາໃຊ້ທີ່ເປັນໄປໄດ້ເປັນເຕັກໂນໂລຊີເກັບຮັກສາພະລັງງານຂຶ້ນກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງອຸນຫະພູມໄນໂຕຣເຈນຂອງແຫຼວ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການກະກຽມຂອງ allotrope ທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ເປັນກາງໃຫມ່ຂອງໄນໂຕຣເຈນແມ່ນການພັດທະນາທີ່ສໍາຄັນໃນເຄມີສາດ.   

Allotropes ແມ່ນຮູບແບບໂຄງສ້າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງອົງປະກອບທີ່ເປັນຜົນມາຈາກລັກສະນະທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງການຜູກມັດຂອງປະລໍາມະນູຂອງອົງປະກອບດຽວກັນ. ພວກເຂົາເຈົ້າມີຄຸນສົມບັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນໂດຍອີງໃສ່ໂຄງສ້າງຂອງເຂົາເຈົ້າແລະຮັບຜິດຊອບເປັນກາງທີ່ມີຢູ່ໃນຮູບແບບ nonradical. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ເພັດ, graphite, ແລະ graphene ເປັນກາງ, allotropes ຄົງທີ່ຂອງຄາບອນ. O₂ ແລະ O₃ (ໂອໂຊນ) allotropes ຂອງອົກຊີເຈນ.  

ແນວໃດກ່ຽວກັບຮູບແບບໂຄງສ້າງທີ່ເປັນກາງ, ສະຖຽນລະພາບຂອງໄນໂຕຣເຈນ? ດີເກົ່າ N₂ ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກພຽງແຕ່ allotrope ຄົງທີ່ຂອງໄນໂຕຣເຈນ. ສອງ allotropes ທີ່ເປັນກາງອື່ນໆ N₃ ແລະ N₄ ໄດ້​ຖືກ​ລາຍ​ງານ​ໃນ​ຕົ້ນ​ປີ 1956 ແລະ 2002 ຕາມ​ລໍາ​ດັບ​ແຕ່​ບໍ່​ສາ​ມາດ​ແຍກ​ອອກ​ໄດ້​ເນື່ອງ​ຈາກ​ຄວາມ​ບໍ່​ຫມັ້ນ​ຄົງ​ທີ່​ສຸດ​.  

ປະຈຸ​ບັນ​ນັກ​ເຄມີ​ໄດ້​ສຳ​ເລັດ​ການ​ສັງ​ເຄາະ C_2h-symmetric hexanitrogen (C_2h-N₆) ໃນ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ຫ້ອງ​. [ຄ_2h symmetry ແມ່ນຮູບແບບທົ່ວໄປຂອງ symmetry ສັງເກດເຫັນໃນໂລກເຄມີ. AC_2h-symmetric molecule ມີແກນຫມຸນສອງເທົ່າ (C2) ແລະຍົນກະຈົກແນວນອນ (σh)].   

Hexanitrogen (ນ₆), allotrope ເປັນກາງໃຫມ່ຂອງໄນໂຕຣເຈນໄດ້ຖືກສັງເຄາະຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງໂດຍຜ່ານປະຕິກິລິຍາຂອງອາຍແກັສໄລຍະຂອງ chlorine (Cl2) ຫຼື bromine (Br2) ກັບ azide ເງິນ (AgN3) ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຫຼຸດລົງ. ນີ້ແມ່ນປະຕິບັດຕາມໂດຍການໃສ່ກັບດັກ cryogenic ໃນ matrices argon ຢູ່ 10 Kelvin. ນັກຄົ້ນຄວ້າຍັງສາມາດກະກຽມ hexanitrogen ໃນຮູບແບບບໍລິສຸດເປັນຮູບເງົາຢູ່ທີ່ 77 Kelvin (ຈຸດຕົ້ມຂອງໄນໂຕຣເຈນຂອງແຫຼວ).  

Hexanitrogen (ນ₆) ດັ່ງນັ້ນການກະກຽມຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງແມ່ນມີລັກສະນະ spectroscopically ແລະສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຫມັ້ນຄົງ.  

ກ່ຽວກັບການຍ່ອຍສະຫຼາຍ, hexanitrogen (N₆) ແຕກ​ອອກ​ເປັນ​ສາມ N₂ ໂມເລກຸນ. ປະຕິກິລິຍາແມ່ນ exothermic ກັບການປ່ອຍຂອງ 185.2 kcal ຕໍ່ mole ຂອງພະລັງງານ, ເຊິ່ງແມ່ນ 2.2 ແລະ 1.9 ເວລາສູງກວ່າພະລັງງານທີ່ປ່ອຍອອກມາເມື່ອ decomposition ຂອງ TNT ແລະ HMX ໂດຍນ້ໍາຫນັກ. ເນື່ອງ​ຈາກ​ວ່າ​ການ​ປ່ອຍ​ພະ​ລັງ​ງານ​ຂະ​ຫນາດ​ໃຫຍ່​ໃນ​ການ decomposition​, hexanitrogen (N₆) ອາດຈະເປັນອຸປະກອນການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ສະອາດ, ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງເກັບຮັກສາ hexanitrogen ຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມໄນໂຕຣເຈນຂອງແຫຼວຕ່ໍາກວ່າ 77K ເຊິ່ງອາດຈະບໍ່ດີສໍາລັບເຕັກໂນໂລຢີການເກັບຮັກສາພະລັງງານ.  

ເຖິງວ່າຈະມີການນໍາໃຊ້ໃນອະນາຄົດໃດກໍ່ຕາມ, ການກະກຽມອຸນຫະພູມຫ້ອງຂອງ allotrope ໂມເລກຸນທີ່ເປັນກາງໃຫມ່ຂອງໄນໂຕຣເຈນທີ່ສາມາດໄດ້ຮັບການຕິດຢູ່ໃນການຕັ້ງຄ່າ cryogenic ແມ່ນການພັດທະນາທີ່ສໍາຄັນໃນເຄມີສາດ.  

*** 

ເອກະສານ:  

1. Qian, W., Mardyukov, A. & Schreiner, PR ການກະກຽມເປັນກາງໄນໂຕຣເຈນ allotrope hexanitrogen C2h-N6 . ລັກສະນະ 642, 356–360 (2025). ຈັດພີມມາ: 11 ເດືອນມິຖຸນາ 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09032-9 

***