N2 satu-satunya bentuk struktur (alotrop) nitrogen yang netral dan stabil yang diketahui. Sintesis N netral3 dan N4 telah dilaporkan sebelumnya tetapi tidak dapat diisolasi karena ketidakstabilan yang ekstrem. Para peneliti kini telah berhasil mensintesis heksanitrogen (N6), sebuah alotrop nitrogen netral baru yang dapat mereka jebak dalam matriks argon pada suhu 10K. Sintesis N6 dikonfirmasi secara spektroskopi dan alotrop baru tersebut terbukti stabil. Reaksi dekomposisi bersifat eksotermik dengan pelepasan energi dalam jumlah besar, menunjukkan kemungkinan penerapannya sebagai teknologi penyimpanan energi dengan syarat suhu nitrogen cair. Meskipun demikian, preparasi alotrop nitrogen baru yang stabil dan netral merupakan perkembangan penting dalam kimia.
Alotrop adalah bentuk struktural yang berbeda dari suatu unsur yang dihasilkan dari cara ikatan atom yang berbeda dari unsur yang sama. Alotrop memiliki sifat yang berbeda berdasarkan strukturnya dan bersifat netral terhadap muatan, serta terdapat dalam bentuk non-radikal. Misalnya, intan, grafit, dan graphene adalah alotrop karbon yang netral dan stabil. Begitu juga O2 dan O3 (ozon) alotrop oksigen.
Bagaimana dengan bentuk struktural nitrogen yang netral dan stabil? N yang baik2 satu-satunya alotrop nitrogen stabil yang diketahui. Dua alotrop netral lainnya adalah N3 dan N4 telah dilaporkan sebelumnya pada tahun 1956 dan 2002 tetapi tidak dapat diisolasi karena ketidakstabilan yang ekstrem.
Para ahli kimia kini telah berhasil mensintesis C2h-heksanitrogen simetris (C2h-N6) pada suhu ruangan. [C2h simetri adalah bentuk simetri umum yang diamati dalam dunia kimia. AC2h-molekul simetris memiliki sumbu rotasi dua kali lipat (C2) dan bidang cermin horizontal (σh)].
Heksanitrogen (N6), alotrop nitrogen netral baru disintesis pada suhu kamar melalui reaksi fase gas klorin (Cl2) atau bromin (Br2) dengan perak azida (AgN3) pada tekanan rendah. Reaksi ini dilanjutkan dengan penjebakan kriogenik dalam matriks argon pada suhu 10 Kelvin. Para peneliti juga berhasil menyiapkan heksanitrogen dalam bentuk murni sebagai film pada suhu 77 Kelvin (titik didih nitrogen cair).
Heksanitrogen (N6) yang disiapkan di laboratorium dikarakterisasi secara spektroskopi dan terbukti stabil.
Pada dekomposisi, heksanitrogen (N6) terbagi menjadi tiga N2 molekul. Reaksi ini bersifat eksotermik dengan pelepasan energi sebesar 185.2 kkal per mol, yang 2.2 dan 1.9 kali lebih tinggi daripada energi yang dilepaskan pada dekomposisi TNT dan HMX berdasarkan berat. Karena pelepasan energi yang begitu besar pada dekomposisi, heksanitrogen (N6) mungkin merupakan bahan penyimpanan energi bersih yang menjanjikan, namun hal itu memerlukan penyimpanan heksanitrogen pada suhu nitrogen cair di bawah 77K yang mungkin tidak berjalan baik untuk teknologi penyimpanan energi.
Terlepas dari aplikasi apa pun di masa mendatang, persiapan suhu ruangan dari alotrop molekuler nitrogen netral baru ini yang dapat terperangkap dalam pengaturan kriogenik merupakan perkembangan signifikan dalam kimia.
***
Referensi:
- Qian, W., Mardyukov, A. & Schreiner, PR Persiapan alotrop nitrogen netral heksanitrogen C2 jam-N6 . Alam 642, 356–360 (2025). Diterbitkan: 11 Juni 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09032-9
***
, a new neutral allotrope of nitrogen which they could trap in argon matrices at 10K. The synthesis of N6 was confirmed spectroscopically and the new allotrope was demonstrated to be stable.){kind=link}