元素周期表中前所未见的“黑氮”塞子之谜

查看画廊--拜罗伊特大学的研究人员创造了一种以前从未见过的氮。绰号“黑氮”的这种新物质是结晶的，存在于二维薄片中，有朝一日可能会用于先进的电子产品。

奇怪的是，黑氮不存在的想法长期以来一直被认为是一个谜。元素周期表按重复出现的“周期”排列，其中每一列都由具有相似属性的元素组成。那些在顶部的元素具有最少的质子和最低的重量，并且组中每一个连续的元素都增加了质子和重量。

在高压下，柱顶部的元素通常具有与组中更低的元素相似的结构。这些不同的形式被称为同素异形体。例如，臭氧是氧的同素异形体，而石墨和钻石都是碳的同素异形体。

但氮只有一种同素异形体-氮素-在其组中没有任何类似于较重元素的同素异形体。这一直被认为有点奇怪，但现在一项新的研究发现了一种以前不为人知的同素异形体，这表明氮并不像人们长期以来认为的那样是规则的例外。

为了创造新的形式，研究小组将氮气暴露在极端的高温和压力下。它在两颗钻石之间被压在一起，压力达到140万大气压，超过4000°C(7232°F)。在那些极端的条件下，氮呈现出一种以前从未见过的结构-但看起来仍然很熟悉。

当用X射线成像时，氮原子形成了晶状的二维层，呈之字形交联。它似乎具有良好的导电性，很像石墨烯，这可能使其在未来的电子设备中有用。

由于它与黑磷--相关元素磷的同素异形体--有相似之处，研究小组将这种新材料称为“黑氮”。

该研究的主要作者多米尼克·拉尼尔(Dominique Laniel)说：“测量数据突然为我们提供了黑磷的结构特征，这让我们既惊讶又好奇。“自那以后，进一步的实验和计算证实了这一发现。这意味着这一点毋庸置疑：事实上，氮并不是一种特殊的元素，而是像碳和氧一样遵循元素周期表的黄金法则。“

尽管黑氮在电子产品中可能有很大的潜力，但不要指望很快就能在你的智能手机中找到它。不仅由于上述极端条件很难生产，而且材料本身仍然不稳定，当热和压力放松时，它很快就会溶解。

拉尼尔说，由于这种不稳定性，工业应用目前是不可行的。“然而，氮在材料研究中仍然是一个非常有趣的元素。我们的研究举例表明，高压和高温可以产生研究人员以前不知道存在的材料结构和性能。“。

查看图库-4张图片