Дорогие читатели, Нашему шестнадцатилетнему, волонтёрскому и некоммерческому проекту для создания новой, современной версии N-N-N.ru, очень нужно посоветоваться касательно платформы нашего сайта – SYMFONY & DRUPAL 8. Платформа не простая, но обещаем – мы не займём много времени, просто нужна консультационная поддержка квалифицированного разраба. Если вы можете помочь, то связаться с нами можно на страницах Facebook.com здесь и здесь.

Химики впервые собрали стабильный пятиугольник из азота

Химики из Нанкинского и Ляонинского научно-технологических университетов впервые синтезировали стабильную соль незамещенного пентазола —химического соединения, в котором пять атомов азота объединены в пятиугольный цикл. Подобные пентазолу соединения интересны огромным количеством энергии, которое они запасают — на их основе может быть разработано топливо для космических кораблей, также они интересны с точки зрения военных применений.  Исследование опубликовано в журнале Science.

В химии известно немного частиц, полностью состоящих только из атомов азота, но при этом устойчивых при обычных условиях. Это нейтральный азот (N2) и заряженные частицы: азиды (N3-) и пентазиний (N5+). Интерес к подобным соединениям вызван тем, что согласно теоретическим расчетам, их производные могут оказаться хорошими взрывчатыми или просто высокоэнергетическими соединениями. Поэтому химики пытаются расширить список этих частиц, синтезируя и стабилизируя новые азотистые кластеры.

Строение молекулярного комплекса пентазолата аммония. Chong Zhang et al. / Science, 2017

Один из объектов этого поиска — пентазолы, пятиатомные циклические молекулы, состоящие из  атомов азота иодного атома водорода (HN5). Почти во всех известных стабильных производных пентазолов атом водорода замещенна бензольное кольцо (или другие ароматические ядра). Существовали предположения, что соль, образованная анионом незамещенного пентазола и N5+ можетоказаться термодинамически устойчивой. В таком случае у азота появилась бы первая ионная аллотропная модификация состава N10.

Однако долгое время получить незамещенный пентазол не удавалось. Лишь в 2002 году частица наблюдаласьв газовой фазе. Для синтеза исследователи селективно разрывали связь между ентазолом и стабилизирующим его бензольным ядром в условиях электроспрей масс-спектрометрии. Получить же твердые пентазолы не удавалось до сих пор.

Авторы новой работы использовали для синтеза солипентазолат-аниона аналогичный подход. Химики синтезировали синтезировали замещенный фенилпентазол и использовали для разрыва связи между двумя циклами реакцию окисления. В роли окислителя ученые выбрали мета-хлорпербензойную кислоту — это вещество содержит в своей структуре пероксидный фрагмент. В результате химики кристаллизовали устойчивую при комнатной температуре соль строения (N5)6(H3O)3(NH4)4Cl.

Ученые отмечают, что неожиданно высокая устойчивость (соединение начинает разлагаться лишь при нагреве до 117 градусов Цельсия) связана с кристаллической структурой соли. В ней пентазольный фрагмент соединен водородными связями с катионами аммония и гидроксония. При удалении хлорид-аниона (равно как и при удалении аммония) происходит разложение полиазотистого ядра.

Интересно, что два месяца назад, в декабре 2016 года, вышла другая статья, посвященная синтезу пентазолата цезия. Однако это вещество оказалось стабильным лишь при высоких давлениях. В ней пентазолаты были синтезированы прямой реакцией между азидом цезия (CsN3) и жидким аммиаком при давлении 600 тысяч атмосфер.

Пентазолаты относятся к другому редкому классу веществ — неорганических ароматических ионов. Эти вещества обладают ароматичностью, присущей, например, бензолу. Его изоэлектронным аналогом является циклопентадиенил-анион. Ранее мы сообщали синтезе других неорганических ароматических соединений: дифосфатриазолат-аниона и аналога бензола из кремния и мышьяка.

Автор: Владимир Королёв

Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

nplus1.ru