Yeni Yüksek Basınçlı Azot Allotropu Kimyasal Gizemi Çözebilir
Fotoğraf : Farklı açılardan görüntülenen yeni azot allotropunun kristal yapısı
Araştırmacılara göre, atmosfer basıncının 1.4 milyon katında oluşan, yüksek basınçlı azot allotropu, periyodik tabloda fosfor ve arsenik gibi elementlerin bazı formlarıyla aynı iki boyutlu atomik yapıya sahiptir.
Birkaç gün arayla iki bağımsız araştırma ekibi tarafından yayınlanan bulguda periyodik tabloda uzun süredir devam eden bir anomali açıklanıyor: yüksek basınçlı azot neden grubunun diğer üyeleriyle benzerlik göstermiyor?
En yaygın azot formu olan dinitrojen (N2), Dünya atmosferinin yaklaşık %78’ini oluşturur ve güçlü bir üçlü bağa sahiptir. Diğer azot formları, Pluto’nun donmuş yüzeyinde oluşan katı azot gibi aşırı yüksek sıcaklıklarda gözlenir. Tekli azot atomları son derece reaktiftir ve nadiren gözlenir.
Azot’ un grup baş element olduğu fosfor, arsenik, antimon ve bizmut içeren periyodik tablonun 15. grubu, komşu karbon (grup 14) ve oksijenin (grup 16) yüksek basınçlı formları, gruplarındaki diğer elementlere benzer kimyasal özellikler gösterebilir. Örneğin yüksek basınçlı bir karbon allotropu olan elmas, yapısal olarak silikon ve germanyum kristallerine benzer. Ancak azot şimdiye kadar bu şekilde davranmadı ve kimyagerler azotun neden farklı olduğunu öğrenmeye çalıştılar.
Yapılan çalışmalara göre, iki grup bilim insanı, çok yüksek basınçlarda ve sıcaklıklarda oluşan şeffaf ve kristal allotropu “siyah azot” olarak isimlendirdiler. Siyah azottaki atomların fosfor allotrop siyah fosfor ile aynı iki boyutlu yapıya sahip olduklarını bildirdiler.
Fotoğraf: Dominique Laniel ve ekibi başka bir bağımsız araştırma ekibi ile aynı zamanda, azotun neden grubunda bulunan diğer elementlerle benzer allotroplar oluşturmadığının kimyasal gizemini çözmeye yardımcı oldular.
Bağımsız ekiplerin liderlerinden biri olan Almanya’daki Bayreuth Üniversitesi’nden Dominique Laniel, ilk kez bir azot allotropunun grubundaki diğer elementlerle kimyasal benzerlik gösterdiğini söylüyor. Çin, ABD ve Kanada’da bulunan ikinci araştırma ekibi de, birkaç gün sonra araştırma sonuçlarını yayınladı.
Fotoğraf: Siyah azot, karşı karşıya yerleştirilen elmas örs hücresine azot yerleştirildiğinde ve aynı zamanda son derece yüksek basınç altında bir araya getirildiğinde oluşur.
Laniel ve ekibi, bir elmas örs hücresinin uçları arasında 140GPa’ya kadar azot sıkıştırarak ve bir lazerle 4000K civarında sistemi ısıtarak küçük bir azot örneği oluşturdu. Ortak yazar Natalia Dubrovinskaia, ortaya çıkan örneğin henüz çok küçük olduğunu ancak grubunun geliştirdiği özel bir yaklaşım sonucu kristalografi çalışmaları yapılması gerektiğini söyledi.
Dubrovinskaia, siyah azotun kullanılabilmesi için gerekli olan koşulların ekstrem olduğunu bu sebeple elektronikte kullanılmak üzere öngörülen siyah azotun pratik uygulamalara sahip olmasının pek mümkün olmadığını söylüyor. Fakat “Bir keşif sonucu asla bilinemez. Bugün olmuyor olabilir ama yarın ne olacağını kim tahmin edebilir? ” diye ekliyor.
Kaynakça: chemistryworld.com
