氮?dú)馐谴蠖鄶?shù)化學(xué)爆炸物的核心，從TNT到火藥。其原因是，一個(gè)氮原子有三個(gè)未成對(duì)的電子，它們渴望形成化學(xué)鍵，而將兩個(gè)這樣的原子結(jié)合在一個(gè)N2分子中，其中原子共享三個(gè)電子對(duì)。這意味著，有大量氮原子參與其他能量不太有利的化學(xué)鍵的化合物，總是處于產(chǎn)生N2氣體的爆炸性反應(yīng)的邊緣。

激光加熱疊氮化鉀樣品在50萬(wàn)個(gè)大氣壓（左）和30萬(wàn)個(gè)大氣壓（右）的壓力下的顯微照片。外面的白色到淺藍(lán)色區(qū)域是K1N3。向中間看，在左邊的照片中，該材料已經(jīng)轉(zhuǎn)化為K2N6，而在右邊則是一種神秘的、不為人知的化合物，其化學(xué)式為K3（N2）4。

在該研究中負(fù)責(zé)計(jì)算工作的Skoltech的Artem R. Oganov教授評(píng)論說(shuō)。"這個(gè)想法已經(jīng)存在了很久，如果以不含N2分子的形式合成，純氮可能是終極化學(xué)爆炸物。而事實(shí)上，先前的研究表明，在超過(guò)100萬(wàn)個(gè)大氣壓的壓力下，氮?dú)獯_實(shí)形成了任何兩個(gè)相鄰原子只共享一個(gè)電子對(duì)的結(jié)構(gòu)，而不是三個(gè)。"

雖然這種奇特的氮?dú)饩w當(dāng)然可以爆炸，恢復(fù)到熟悉的三鍵氮?dú)猓鼈兊暮铣尚枰膲毫?duì)任何實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)都太高了。這吸引了研究人員用其他富含氮?dú)獾幕衔镞M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，例如今天發(fā)表的研究中首次獲得的化合物，研究工作由卡內(nèi)基大學(xué)的Alexander F. Goncharov領(lǐng)導(dǎo)。

"我們合成的化合物被稱為疊氮化鉀，其公式為K2N6。它是一種在45萬(wàn)個(gè)大氣壓下產(chǎn)生的晶體。一旦形成，它可以在大約一半的壓力下持續(xù)存在，"華盛頓卡內(nèi)基研究所的工作人員科學(xué)家亞歷山大-岡察洛夫說(shuō)，該實(shí)驗(yàn)就是在那里進(jìn)行的。"在該晶體中，氮原子組合成六邊形，其中每?jī)蓚€(gè)相鄰的氮原子之間的鍵是介于單鍵和雙鍵之間。我們的化合物的結(jié)構(gòu)由這些六邊形組成，與穩(wěn)定氮'環(huán)'的單個(gè)鉀原子交替出現(xiàn)，這才是真正有趣的部分。"

科學(xué)家們承認(rèn)，這種新材料離實(shí)際應(yīng)用還有差距，因?yàn)樗璧暮铣蓧毫θ匀惶?- 10萬(wàn)個(gè)大氣壓對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界而言可能會(huì)更現(xiàn)實(shí)，但顯而易見的是它確定了一個(gè)正確的研究方向，并提供了令人興奮的基礎(chǔ)化學(xué)見解。

奧加諾夫說(shuō)："這種新的高能量密度材料是高壓下奇特化學(xué)的另一個(gè)例子，"他補(bǔ)充說(shuō)，他最近發(fā)表的研究報(bào)告（閱讀更多）修改了電負(fù)性的基本概念，使其在壓力下適用，這是一個(gè)有用的框架，使不尋常的富氮材料以及橫跨整個(gè)元素周期表的其他奇特化合物有意義。