Nitrogênio negro é sintetizado pela primeira vez

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/06/2020

O nitrogênio (vermelho) e os elementos mais pesados fósforo, arsênico, antimônio e bismuto (verde) pertencem ao grupo 15. Sob pressões extremamente altas, o nitrogênio, como esses outros membros do grupo, assume uma estrutura em zigue-zague em duas dimensões.
[Imagem: Dominique Laniel]

Nitrogênio negro

Na tabela periódica dos elementos, há uma regra de ouro para carbono, oxigênio e outros elementos leves: Sob altas pressões, eles têm estruturas semelhantes aos elementos mais pesados no mesmo grupo de elementos. Somente o nitrogênio sempre pareceu não querer seguir essa regra - até agora.

Pesquisadores alemães sintetizaram o "nitrogênio negro", uma versão monoatômica do gás mais comum na nossa atmosfera, por isso alguns o chamam também de "nitrogeneno".

A estrutura cristalina, que muitos químicos acreditavam ser impossível, parece-se com a do fósforo negro - ou fosforeno, que já está sendo pesquisado para diversas aplicações tecnológicas.

Essa estrutura é composta de camadas bidimensionais nas quais os átomos de nitrogênio são reticulados em um padrão uniforme em zigue-zague. Em termos de propriedades condutoras, essas camadas 2D são semelhantes ao grafeno.

Mas o nitrogênio negro dificilmente encontrará aplicações práticas no curto prazo, uma vez que ele só se mantém sob as condições de altíssima pressão e temperatura de uma bigorna de diamante - sob condições atmosféricas, ele se desvanece imediatamente, voltando à sua condição de gás.

"No entanto, o nitrogênio continua sendo um elemento altamente interessante na pesquisa de materiais. Nosso estudo mostra, a título de exemplo, que altas pressões e temperaturas podem produzir estruturas e propriedades de materiais que antes os pesquisadores não sabiam que existiam," disse o professor Dominique Laniel, da Universidade de Bayreuth, na Alemanha.

Bibliografia:

Artigo: High-pressure polymeric nitrogen allotrope with the black phosphorus structure
Autores: Dominique Laniel, Bjoern Winkler, Timofey Fedotenko, Anna Pakhomova, Stella Chariton, Victor Milman, Vitali Prakapenka, Leonid Dubrovinsky, and Natalia Dubrovinskaia
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 124, 216001
DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.216001

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