Наука

Полученный учеными «черный азот» позволил решить одну из загадок, скрывавшихся в периодической системе

Полученный учеными "черный азот" позволил решить одну из загадок, скрывавшихся в периодической системе

Исследователям из Байройтского университета (Bayreuth University) удалось получить особую форму азота, так называемый «черный азот». Несмотря на его название, это вещество полностью прозрачно, а его структура представляет собой условно «двумерный лист», наподобие листов всем известного графена, и так же как графен, «черный азот» может быть использован в будущем в передовой электронике и других связанных с этим областях.

Напомним нашим читателям, что Периодическая система химических элементов (Таблица Менделеева) устроена в виде повторяющихся периодов, где в каждую колонку собраны элементы с подобным строением и подобными свойствами. Элементы в верхней части колонок имеют меньшее количество протонов и нейтронов в ядре атома, и, как следствие, меньший вес.

Будучи помещенными под высокое давление, элементы из верхних частей колонок периодической системы формируют структуры, называемые аллотропами. И аллотропы элементов из верхней части колонок во многом схожи с аллотропами элементов, находящихся на более низких позициях. Вокруг нас в природе существует множество известных нам аллотропов, к примеру, озон — это аллотроп кислорода, а графит и алмаз — это аллотропы углерода.

Но, как было принято считать ранее, азот имеет только один аллотроп — диазот (N2, dinitrogen), и не имеет других аллотропов, подобно другим элементам его группы. Эту особенность ученые давно считали странностью, и лишь недавно ученым удалось получить ранее неизвестный аллотроп азота, существование которого указывает на то, что азот не является исключением из правил.

Полученный учеными "черный азот" позволил решить одну из загадок, скрывавшихся в периодической системе

«Черный азот» был получен в условиях экстремально высокой температуры и огромного давления. Небольшое количество этого вещества было заключено между плоскостями алмазных наковален, где создавалось давление около 1.4 миллиона атмосфер, а температура поднималась до отметки в 4 тысячи градусов Цельсия. В таких условиях из атомов азота сформировалась структура, которую ученым не доводилось видеть никогда прежде, но которая, тем не менее, выглядела очень и очень знакомой.

Когда ученые «посмотрели» на полученный материал при помощи рентгеновских лучей, они увидели, что из атомов азота сформировались прозрачные двумерные слои, атомы в которых упорядочены в зигзагообразном порядке. Этот материал, подобно графену, должен иметь высокую электрическую и тепловую проводимость, а его название, «черный азот», было дано из-за многих общих черт с «черным фосфором», одним из аллотропов фосфора.

«Проведенные нами последующие эксперименты и вычисления подтвердили сделанное нами открытие» — пишут исследователи, — «Это означает, что азот не является каким-то исключительным элементом, он полностью следует всем «золотым» правилам периодической системы, как и два ближайших к нему элемента, кислород и углерод».

К сожалению, «черный азот» является нестабильным образованием, и он распадается при снижении температуры и давления. Все это делает невозможным его практическое применение. «Тем не менее, такая форма азота остается очень интересной с точки зрения материаловедения» — пишут исследователи, — «Это наглядная демонстрация того, что высокая температура и давление могут произвести материалы, о существовании которых мы даже не подозревали».

По материалам

www.dailytechinfo.org

Смотреть полностью

Похожее

Back to top button
Close
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker