Mikrofotografie próbek azydku potasu podgrzanych laserowo pod ciśnieniem 500 000 atmosfer (po lewej) i 300 000 atmosfer (po prawej). Materiał przekształcił się w K2N6 na lewym zdjęciu oraz w słabo poznany związek o wzorze K3(N2)4 po prawej

Zsyntetyzowano nowy związek, który może być podstawą przyszłych materiałów wybuchowych. Oto azydek potasu

Międzynarodowy zespół naukowców zsyntetyzował nowy związek należący do grupy azotków, który może stać się podstawą przyszłych materiałów wybuchowych lub paliwa rakietowego. Mowa o azydku potasu.

Azot wchodzi w skład większości chemicznych materiałów wybuchowych – od TNT po proch strzelniczy. Wynika to z właściwości chemicznych atomu azotu, który ma trzy niesparowane elektrony, chcące tworzyć wiązania chemiczne. Substancje zawierające dużą liczbę atomów azotu są zawsze na granicy wybuchu, w wyniku którego powstaje azot cząsteczkowy (N2).

Od dłuższego czasu istnieje przekonanie, że czysty azot może być ostatecznym chemicznym materiałem wybuchowym, jeśli zostanie zsyntetyzowany w postaci niezawierającej cząsteczek N2. I rzeczywiście, wcześniejsze badania wykazały, że pod ciśnieniem ponad miliona atmosfer azot tworzy struktury, w których dwa sąsiednie atomy dzielą tylko jedną parę elektronową, a nie trzy.

prof. Artem Oganov ze Skoltech

Stworzenie egzotycznych kryształów azotu jest możliwe, ale wymaga gigantycznego ciśnienia – zbyt wysokiego, aby można je było zastosować w praktyce. To z kolei sprawia, że naukowcy eksperymentują ze związkami bogatymi w azot, takimi jak azydek potasu (K2N6), który został po raz pierwszy zsyntetyzowany.

Zsyntetyzowany przez nas związek nosi nazwę azydku potasu i ma wzór K2N6. Jest to kryształ powstały pod ciśnieniem 450 000 atmosfer. Po uformowaniu może przetrwać pod mniej więcej połową tego ciśnienia. W krysztale tym atomy azotu układają się w sześciokąty, w których wiązanie pomiędzy dwoma sąsiadującymi nitrogenami jest pośrednie pomiędzy wiązaniem pojedynczym a podwójnym. Struktura naszego związku składa się z tych sześciokątów naprzemiennie z pojedynczymi atomami potasu, które stabilizują „pierścienie” azotu, stanowiące naprawdę interesującą część.

Alexander Goncharov z Carnegie Institution of Washington, gdzie przeprowadzono eksperyment

Co ciekawe, azydek potasu nie nadaje się do zastosowań praktycznych, ponieważ niezbędne ciśnienie syntezy jest nadal zbyt wysokie (100 000 atmosfery), aby można było je osiągnąć w dowolnym laboratorium.

Czytaj też: Mamy potwierdzenie. To naprawdę najgorętsza skała na świecie

Zespół prof. Oganova opublikowane badania, w których zrewidował podstawowe pojęcie elektroujemności, czyniąc je możliwym do zastosowania pod ciśnieniem. Stanowią one użyteczne ramy dla zrozumienia niezwykłych materiałów bogatych w azot, wraz z innymi egzotycznymi związkami z całego układu okresowego pierwiastków. Więcej można przeczytać w Nature Chemistry.