Azot stabilny to dawca energii

Podręcznikową wiedzą jest, że azot jako czysty pierwiastek występuje w postaci dwuatomowych cząsteczek N2. Poza tym tworzy rozmaite związki, głównie z tlenem, wodorem i węglem. Biochemia jest pełna związków azotu, ale jego cząsteczkowa forma najpowszechniej występująca w atmosferze nie jest zużywana przez organizmy. Bogactwo związków sugeruje, że łatwo wchodzi w reakcje, ale w rzeczywistości jest chemicznie prawie nieaktywny. Nieliczne bakterie i archeony potrafią rozbić cząsteczkę azotu, poświęcając na to dużo biochemicznego paliwa. Poza tym dzieje się to tylko podczas wyładowań elektrycznych i intensywnego spalania.

Ta chemiczna stabilność jest wyzwaniem dla inżynierów chemicznych. Z drugiej jednak strony, otwiera pociągającą perspektywę. Rozbicie potrójnego wiązania między dwoma atomami azotu wymaga włożenia dużej energii, więc jego utworzenie może energię uwalniać. Przykładem jest wybuchowa reakcja rozpadu nitrogliceryny.

Dlatego znalezienie odmian alotropowych azotu, czyli takich, których cząsteczki mają inną liczbę atomów, jest od lat celem badaczy. W laboratoriach udaje się uzyskać heksazynę, czyli cząsteczkę, w której sześć atomów azotu tworzy pierścień podobny do benzenu (cyc-N6). Uwalnia energię, rozpadając się na zwykłe dwuatomowe cząsteczki, ale dzieje się to tak szybko, że nie da się jej wykorzystać jako jej magazynu. N4 jest tak niestabilne, że nie można nawet zbadać jego właściwości. Pod dużym ciśnieniem udało się także uzyskać polimery złożone z większej liczby atomów, ale to też niepraktyczne. Rodnik azydkowy *N=N=N rozpada się wolniej, ale jego stabilność podważa to, że łatwo wchodzi w reakcje. Podobnie jon pentazenowy składający się z pięciu atomów (N5+)

Niedawno jednak chemicy z Justus-Liebig-Universität Gießen w reakcjach azydku srebra chlorem lub bromem uzyskali cząsteczkę N6, czyli heksaazot, w temperaturze pokojowej. Jego cząsteczkę można nazwać też diazydkiem, bo składa się dwóch naładowanych dwubiegunowo łańcuchów trójatomowych połączonych symetrycznie pojedynczym wiązaniem. Właśnie ono decyduje o sukcesie, bo jego rozbicie wymaga wkładu energii, a więc spontanicznie nie zachodzi zbyt łatwo. Płynny heksaazot utrzymano także w temperaturze ciekłego azotu, co w warunkach inżynierii chemicznej jest całkiem sensownym środowiskiem. To zatem lepszy kandydat na akumulator energii.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.