హెక్సానైట్రోజెన్ (N6): నైట్రోజన్ యొక్క కొత్త తటస్థ అలోట్రోప్

N₂ నత్రజని యొక్క తటస్థ మరియు స్థిరమైన నిర్మాణ రూపం (అల్లోట్రోప్) మాత్రమే తెలుసు. తటస్థ N సంశ్లేషణ₃ మరియు N₄ ముందుగా నివేదించబడ్డాయి కానీ తీవ్ర అస్థిరత కారణంగా వేరుచేయబడలేదు. పరిశోధకులు ఇప్పుడు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద హెక్సానైట్రోజెన్ (N₆), 10K వద్ద ఆర్గాన్ మాత్రికలలో బంధించగల నత్రజని యొక్క కొత్త తటస్థ అలోట్రోప్. N యొక్క సంశ్లేషణ₆ స్పెక్ట్రోస్కోపికల్‌గా నిర్ధారించబడింది మరియు కొత్త అలోట్రోప్ స్థిరంగా ఉందని నిరూపించబడింది. కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్య ఎక్సోథర్మిక్‌గా ఉంది, పెద్ద మొత్తంలో శక్తి విడుదలైంది, ఇది ద్రవ నత్రజని ఉష్ణోగ్రతల అవసరానికి లోబడి శక్తి నిల్వ సాంకేతికతగా సాధ్యమయ్యే అనువర్తనాన్ని సూచిస్తుంది. అయినప్పటికీ, నత్రజని యొక్క కొత్త స్థిరమైన, తటస్థ అలోట్రోప్ తయారీ రసాయన శాస్త్రంలో ఒక ముఖ్యమైన అభివృద్ధి.   

అలోట్రోప్‌లు అనేవి ఒకే మూలకం యొక్క అణువుల బంధం యొక్క విభిన్న పద్ధతుల ఫలితంగా ఏర్పడే మూలకం యొక్క విభిన్న నిర్మాణ రూపాలు. అవి వాటి నిర్మాణం ఆధారంగా విభిన్న లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు నాన్‌రాడికల్ రూపాల్లో ఛార్జ్-న్యూట్రల్‌గా ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, డైమండ్, గ్రాఫైట్ మరియు గ్రాఫేన్ కార్బన్ యొక్క తటస్థ, స్థిరమైన రూపాంతరాలు. అలాగే O కూడా₂ మరియు ఓ₃ (ఓజోన్) ఆక్సిజన్ యొక్క రూపాంతరాలు.  

నత్రజని యొక్క తటస్థ, స్థిరమైన నిర్మాణ రూపాల గురించి ఏమిటి? మంచి పాత N₂ నైట్రోజన్ యొక్క స్థిరమైన అలోట్రోప్ మాత్రమే తెలుసు. మరో రెండు తటస్థ అలోట్రోప్‌లు N₃ మరియు N₄ వరుసగా 1956 మరియు 2002 లలో ముందుగా నివేదించబడ్డాయి కానీ తీవ్ర అస్థిరత కారణంగా వాటిని వేరు చేయడం సాధ్యం కాలేదు.  

రసాయన శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పుడు C ని విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేశారు._2h-సిమెట్రిక్ హెక్సానైట్రోజెన్ (సి_2h-N₆) గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద. [సి_2h రసాయన ప్రపంచంలో గమనించిన సమరూపత యొక్క ఒక సాధారణ రూపం సమరూపత. AC_2h-సిమెట్రిక్ అణువు రెండు రెట్లు భ్రమణ అక్షం (C2) మరియు క్షితిజ సమాంతర దర్పణ తలం (σh)] కలిగి ఉంటుంది.   

హెక్సానైట్రోజెన్ (N₆), నత్రజని యొక్క కొత్త తటస్థ అలోట్రోప్ గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద క్లోరిన్ (Cl2) లేదా బ్రోమిన్ (Br2) యొక్క గ్యాస్-ఫేజ్ రియాక్షన్ ద్వారా సిల్వర్ అజైడ్ (AgN3) తో తగ్గిన ఒత్తిడిలో సంశ్లేషణ చేయబడింది. దీని తరువాత 10 కెల్విన్ వద్ద ఆర్గాన్ మాత్రికలలో క్రయోజెనిక్ ట్రాపింగ్ జరిగింది. పరిశోధకులు 77 కెల్విన్ (ద్రవ నత్రజని యొక్క మరిగే స్థానం) వద్ద ఫిల్మ్‌గా స్వచ్ఛమైన రూపంలో హెక్సానిట్రోజెన్‌ను కూడా తయారు చేయగలిగారు.  

హెక్సానైట్రోజెన్ (N₆) ప్రయోగశాలలో తయారు చేయబడినది స్పెక్ట్రోస్కోపీ ద్వారా వర్గీకరించబడింది మరియు స్థిరంగా ఉందని నిరూపించబడింది.  

కుళ్ళిపోయినప్పుడు, హెక్సానైట్రోజెన్ (N₆) మూడు N గా విడిపోతుంది₂ అణువులు. ఈ ప్రతిచర్య ఉష్ణమోల్ శక్తికి 185.2 కిలో కేలరీలు విడుదలతో బాహ్య ఉష్ణం కలిగి ఉంటుంది, ఇది TNT మరియు HMX యొక్క కుళ్ళిపోవడం ద్వారా విడుదలయ్యే శక్తి కంటే బరువు ప్రకారం 2.2 మరియు 1.9 రెట్లు ఎక్కువ. కుళ్ళిపోవడం ద్వారా ఇంత పెద్ద శక్తి విడుదల కారణంగా, హెక్సానైట్రోజెన్ (N₆) ఒక ఆశాజనకమైన క్లీన్ ఎనర్జీ-స్టోరేజ్ మెటీరియల్ కావచ్చు, అయితే దీనికి హెక్సానైట్రోజెన్‌ను 77K కంటే తక్కువ ద్రవ నత్రజని ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఉంచడం అవసరం, ఇది ఎనర్జీ స్టోరేజ్-టెక్నాలజీకి బాగా పని చేయకపోవచ్చు.  

భవిష్యత్తులో ఎలాంటి అప్లికేషన్ ఉన్నప్పటికీ, క్రయోజెనిక్ సెట్టింగ్‌లో బంధించబడే ఈ కొత్త తటస్థ మాలిక్యులర్ అలోట్రోప్ నైట్రోజన్ యొక్క గది ఉష్ణోగ్రత తయారీ రసాయన శాస్త్రంలో ఒక ముఖ్యమైన అభివృద్ధి.  

*** 

ప్రస్తావనలు:  

1. క్వియాన్, W., మార్డ్యూకోవ్, A. & స్క్రైనర్, PR తటస్థ నైట్రోజన్ అలోట్రోప్ హెక్సానిట్రోజెన్ తయారీ C2గం-N6 . ప్రకృతి 642, 356–360 (2025). ప్రచురించబడింది: 11 జూన్ 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09032-9 

***