六氮（N6）：氮的新型中性同素异形体

N₂是目前已知的唯一中性且稳定的氮结构形式（同素异形体）。此前已有关于中性N₃和N₄合成的_报道，_但由于其极不稳定而无法分离。如今，研究人员已成功在室温下合成六氮（N₆ _），这是一种新的中性氮同素异形体，并可在10K下将其捕获于氩基质中。光谱学证实了N₆的合成_，并证明该新同素异形体具有稳定性。其分解反应为放热反应，释放出大量能量，表明其可能在液氮温度下应用于储能技术。尽管如此，制备一种新的稳定中性氮同素异形体仍然是化学领域的一项重大进展。

同素异形体是同一元素的不同结构形式，由原子间不同的键合方式形成。它们基于各自的结构具有不同的性质，并且以非自由基形式存在，呈电中性。例如，金刚石、石墨和石墨烯是碳的电中性、稳定的同素异形体。氧的同素异形体_O₂和 O₃ _（臭氧）也是如此。

那么，氮的稳定中性结构形式有哪些呢？目前已知的唯一稳定氮同素异形体是N₂ _。另外两种中性同素异形体N₃_和N₄_分别于1956年和2002年被报道，但由于极不稳定而未能分离出来。

化学家们现已成功在室温下合成了C2h对称的六氮（C2h-N6）。[ _C2h对称性_是化学_界常见的对称形式。C2h对称分子具有二重旋转轴（C2）和水平镜面（σh）]。

六氮（N₆ _）是氮的一种新型中性同素异形体，研究人员在室温下通过氯气（Cl₂）或溴气（Br₂）与叠氮化银（AgN₃）在减压条件下的气相反应合成了该化合物。随后，研究人员将其低温捕获在10开尔文的氩气基质中。此外，研究人员还在77开尔文（液氮的沸点）下制备了纯六氮薄膜。

实验室制备的六氮（N6 _{）经光谱表征，证明其稳定。}

_{六氮（ N₆} ）分解时会生成三个N₂_分子。该反应为放热反应，每摩尔释放185.2千卡能量，分别是TNT和HMX分解释放能量的2.2倍和1.9倍（按质量计）。由于六氮（N₆）分解时释放的能量如此之大，它_可能是一种很有前景的清洁储能材料。然而，这需要将六氮保持在低于77K的液氮温度下，而这对于储能技术而言可能并不理想。

无论未来的应用如何，在室温下制备这种可以在低温环境下捕获的新型中性氮分子同素异形体都是化学领域的一个重大进展。  

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参考文献：  

1. Qian, W., Mardyukov, A. & Schreiner, PR 制备中性氮同素异形体六氮 C2h-N6。 自然 642, 356–360 (2025)。出版日期：11年2025月XNUMX日。DOI： https://doi.org/10.1038/s41586-025-09032-9 

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