हेक्सानाइट्रोजन (N6): नाइट्रोजनको नयाँ तटस्थ एलोट्रोप

N₂ नाइट्रोजनको तटस्थ र स्थिर संरचनात्मक रूप (एलोट्रोप) मात्र ज्ञात छ। तटस्थ N को संश्लेषण₃ र एन₄ पहिले रिपोर्ट गरिएको थियो तर अत्यधिक अस्थिरताको कारणले गर्दा अलग गर्न सकिएन। अनुसन्धानकर्ताहरूले अब हेक्सानाइट्रोजन (N) को कोठाको तापक्रम संश्लेषणमा सफल भएका छन्।₆), नाइट्रोजनको नयाँ तटस्थ एलोट्रोप जुन तिनीहरूले १०K मा आर्गन म्याट्रिक्समा फसाउन सक्छन्। N को संश्लेषण₆ स्पेक्ट्रोस्कोपिक रूपमा पुष्टि गरिएको थियो र नयाँ एलोट्रोप स्थिर रहेको प्रदर्शन गरिएको थियो। विघटन प्रतिक्रिया एक्जोथर्मिक थियो जसमा ठूलो मात्रामा ऊर्जा निस्कियो जसले तरल नाइट्रोजन तापक्रमको आवश्यकता अनुसार ऊर्जा भण्डारण प्रविधिको रूपमा सम्भावित प्रयोगको सुझाव दिन्छ। यसको बाबजुद पनि, नाइट्रोजनको नयाँ स्थिर, तटस्थ एलोट्रोपको तयारी रसायन विज्ञानमा एक महत्त्वपूर्ण विकास हो।   

एलोट्रोपहरू एउटै तत्वको परमाणुहरूको बन्धनको फरक तरिकाबाट उत्पन्न हुने तत्वको विभिन्न संरचनात्मक रूपहरू हुन्। तिनीहरूको संरचनाको आधारमा फरक गुणहरू हुन्छन् र गैर-रेडिकल रूपहरूमा अवस्थित चार्ज-न्यूट्रल हुन्छन्। उदाहरणका लागि, हीरा, ग्रेफाइट, र graphene कार्बनका तटस्थ, स्थिर एलोट्रोपहरू हुन्। त्यस्तै O पनि छन्₂ र ओ₃ (ओजोन) अक्सिजनको एलोट्रोप।  

नाइट्रोजनको तटस्थ, स्थिर संरचनात्मक रूपहरू कस्तो हुन्छ? राम्रो पुरानो N₂ नाइट्रोजनको स्थिर एलोट्रोप मात्र ज्ञात छ। दुई अन्य तटस्थ एलोट्रोपहरू N₃ र एन₄ पहिले क्रमशः १९५६ र २००२ मा रिपोर्ट गरिएको थियो तर चरम अस्थिरताका कारण अलग गर्न सकिएन।  

रसायनशास्त्रीहरूले अब सफलतापूर्वक C संश्लेषण गरेका छन्_2h-सममित हेक्सानाइट्रोजन (C)_2h-N₆) कोठाको तापक्रममा। [C]_2h सममिति रासायनिक संसारमा अवलोकन गरिएको सममितिको एक सामान्य रूप हो। AC_2h-सममित अणुमा दुई-गुणा परिक्रमा अक्ष (C2) र तेर्सो मिरर प्लेन (σh) हुन्छ]।   

हेक्सानाइट्रोजन (एन)₆) नाइट्रोजनको नयाँ तटस्थ एलोट्रोपलाई कोठाको तापक्रममा क्लोरीन (Cl2) वा ब्रोमिन (Br2) को ग्यास-चरण प्रतिक्रिया मार्फत सिल्भर एजाइड (AgN3) सँग कम दबाबमा संश्लेषित गरिएको थियो। यसपछि १० केल्भिनमा आर्गन म्याट्रिक्समा क्रायोजेनिक ट्र्यापिङ गरिएको थियो। अनुसन्धानकर्ताहरूले ७७ केल्भिन (तरल नाइट्रोजनको उम्लने बिन्दु) मा फिल्मको रूपमा शुद्ध रूपमा हेक्सानाइट्रोजन तयार गर्न पनि सक्षम भए।  

हेक्सानाइट्रोजन (एन)₆) यसरी प्रयोगशालामा तयार पारिएको स्पेक्ट्रोस्कोपिक रूपमा विशेषता दिइएको थियो र स्थिर रहेको प्रदर्शन गरिएको थियो।  

विघटनमा, हेक्सानाइट्रोजन (N₆) तीन N मा विभाजित हुन्छ₂ अणुहरू। प्रतिक्रिया एक्जोथर्मिक छ जसमा प्रति मोल १८५.२ किलो क्यालोरी ऊर्जा निस्कन्छ, जुन तौलको आधारमा TNT र HMX को विघटन हुँदा निस्कने ऊर्जा भन्दा २.२ र १.९ गुणा बढी हो। विघटनमा यति ठूलो ऊर्जा निस्कने भएकोले, हेक्सानाइट्रोजन (N₆) एक आशाजनक स्वच्छ ऊर्जा भण्डारण सामग्री हुन सक्छ, यद्यपि यसको लागि हेक्सानिट्रोजनलाई तरल नाइट्रोजन तापक्रम ७७K भन्दा कम राख्नु पर्ने हुन्छ जुन ऊर्जा भण्डारण प्रविधिको लागि राम्रोसँग काम नगर्न सक्छ।  

भविष्यमा कुनै पनि प्रयोगको बाबजुद, क्रायोजेनिक सेटिङमा फँस्न सक्ने नाइट्रोजनको यो नयाँ तटस्थ आणविक एलोट्रोपको कोठाको तापक्रममा तयारी रसायन विज्ञानमा एक महत्त्वपूर्ण विकास हो।  

*** 

सन्दर्भ:  

1. कियान, डब्ल्यू., मार्ड्युकोभ, ए. र श्रेनर, पीआर तटस्थ नाइट्रोजन एलोट्रोप हेक्सानिट्रोजनको तयारी C२ घण्टा-N६। प्रकृति ६४२, ३५६–३६० (२०२५)। प्रकाशित: ११ जुन २०२५। DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09032-9 

***