国际研究团队创造了以前未知的氮化合物

非金属氮化物是氮和非金属元素通过共价键连接而成的化合物。由于其技术上有趣的特性，它们越来越成为材料研究的焦点。在Chemistry-AEuropeanJournal中，拜罗伊特大学的研究人员组成的国际团队展示了以前未知的在非常高的压力下合成的磷氮化合物。

它们包含以前无法通过经验证明其存在的结构单元。该研究体现了氮化学高压研究的巨大、尚未开发的潜力。

研究人员在72吉帕的压力下成功合成了一种以前未知的氮化磷P₃N₅变体，即多晶型δ-P₃N₅。在134吉帕时，氮化磷PN2在金刚石砧座中形成。这两种化合物都被归类为体积模量超过320GPa的超不可压缩材料。

研究人员通过同步加速器X射线衍射分析密度泛函理论计算发现了造成这种极端强度的一个关键原因：δ-P₃N₅和PN₂的晶体结构由一个PN₆八面体的致密网络组成，其中一个磷原子被六个氮原子包围。直到现在，这些结构单元的存在还只是被怀疑，但现在它们首次被经验证明。

当压缩压力降低时，多晶型δ-P₃N₅转变为另一种以前未知的P₃N₅变体：在7吉帕时，多晶型α′-P₃N₅形成。这是一种在正常环境条件下保持稳定的新型固体材料。这种氮化磷的晶体结构也很不寻常，由PN₄四面体组成：一个磷原子位于这些金字塔形结构单元的中心，而四个“角”各有一个氮原子。

同样不寻常的是：由PN₄四面体组成的多晶型α'-P₃N₅的结构是多氮化物P₃N₅以前未知的变体。学分：多米尼克·拉尼尔

与众所周知的多晶型物α-P₃N₅相比，α'-P₃N₅的密度明显更高，后者已经在研究中作为可能的工业材料进行讨论。因此，就潜在的工程应用而言，它要难得多，而且可能更具吸引力。

“在δ-P₃N₅减压时形成的α′-P₃N₅举例说明了如何通过绕过高压合成发现具有非常有趣特性的氮化合物。现在应该进行进一步的研究，以探索这种新材料的潜在应用。随着我们的出版物，我们希望鼓励对非金属氮化物进行更多的高压和高温研究——与金属氮化物相比，非金属氮化物在很大程度上被忽视了。在这个令人兴奋的领域进行新的研究可以显着扩展我们对氮的理解化学。它们也可能有助于发现日常产品的可回收材料，”负责协调这项研究的拜罗伊特大学晶体学实验室的拜罗伊特晶体物理学家教授HcNataliaDubrovinskaia博士说。