Группа исследователей из Университета имени Юстуса Либиха (Гиссен, Германия) впервые получила чистое соединение гексаазота (N6) — нейтральную молекулу, состоящую из шести атомов азота, соединённых в линейную цепь.
Ранее существование такого соединения предсказывалось лишь теоретически. Согласно данным, опубликованным в журнале Nature, гексаазот обладает рекордной плотностью химической энергии среди всех известных веществ. При его разложении с образованием молекулярного азота (N2), который составляет около 78 % атмосферы, происходит высвобождение энергии, более чем в два раза превышающей выход при взрыве тротила, без образования вредных побочных продуктов. Это позволяет рассматривать N6 как потенциальный источник экологически чистой энергии.
Для синтеза соединения исследовательская группа под руководством профессора Петера Р. Шрайнера использовала реакцию хлора (Cl2) или брома (Br2) с азидом серебра (AgN3). Полученные продукты были стабилизированы в матрице аргонового льда при температуре –263 °C, что позволило выделить и зафиксировать молекулу N6. Кроме того, авторам удалось получить тонкую плёнку гексаазота в чистом виде при температуре жидкого азота (–196 °C). Согласно расчётам, в этой форме соединение может сохранять стабильность свыше 100 лет.
Команда, в которую также вошли доктор Артур Мардюков и Вэйюй Цянь из Института органической химии, подтвердила структуру N6 методами инфракрасной и УФ/видимой спектроскопии. Дополнительное подтверждение было получено путём введения изотопа 15N и компьютерного моделирования, что позволило точно идентифицировать структуру и состав молекулы.
При комнатной температуре гексаазот сохраняется в течение примерно 35 миллисекунд, чего достаточно для регистрации и анализа. Несмотря на крайне короткий период существования в стандартных условиях, этот результат представляет собой значительный прогресс в химии азота. По словам Шрайнера, это первый случай лабораторного получения нейтрального многоатомного молекулярного азота, пригодного для изоляции.
Потенциальные области применения включают разработку высокоэнергетических соединений и перспективных накопителей энергии. При этом учёные подчёркивают важность решения задач, связанных с безопасной синтезацией и контролируемой конверсией таких веществ. Особое внимание в будущем будет уделяться масштабированию процесса, разработке методов безопасного обращения и дальнейшим исследованиям кластерных соединений азота.