Медь и азот впервые заставили прореагировать напрямую

Химики синтезировали диазенид меди — вещество с формулой CuN₂, которое является первым соединением этих элементов, полученным непосредственно взаимодействием простых веществ. Реакция протекает только при высоких давлениях и температурах, а сам материал оказывается мягким из-за слабости связей между атомами. Результаты опубликованы в Journal of Physical Chemistry Letters.

Соединения азота и различных металлов играют важную роль во многих технологиях. Например, нитриды металлов из группы платины часто являются исключительно твердыми материалами. Однако намного хуже исследованы соединения азота с металлами, традиционно использовавшимися для чеканки монет — меди, серебра и золота. В частности, до недавнего времени было известно всего два соединения азота с медью — взрывчатка азид меди CuN₆ и нитрид меди Cu₃N — полупроводник, который иногда применяют в аккумуляторах и солнечных батареях. Однако оба этих вещества получаются в результате реакций соединений меди и азота, а не чистых элементов.

Для получения диазенида меди химики сдавливали медный порошок в алмазной наковальне в азотной атмосфере, при этом подогревая материал лазером. При давлении в 50 гигапаскалей (около 500 тысяч атмосфер) и температуре около 1500 кельвинов элементы породили новое соединение, впервые продемонстрировав возможность непосредственной реакции.

Полученное вещество оказалось необычным сразу по нескольким причинам. Во-первых, у атомов меди в нем нет единой степени окисления — она либо I, либо II. Также межатомные связи медь-азот чрезвычайно слабы, из-за чего модуль объемного сжатия, величина, характеризующая способность вещества сопротивляться всестороннему сжатию, оказалась наименьшей среди всех нитридов переходных металлов, напоминая скорее легко сдавливаемые диазениды щелочноземельных металлов. Однако данное соединение распадается на составные элементы при давлении в 25 ГПа, из-за чего появление у него практических применений в ближайшем будущем маловероятно.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.