stringtranslate.com

Твердый азот

Твердый азот на равнинах Спутниковой равнины на Плутоне рядом с водными ледяными горами.

Твердый азот — это ряд твердых форм элемента азота , впервые обнаруженных в 1884 году. Твердый азот в основном является предметом академических исследований, но твердый азот при низкой температуре и низком давлении является существенным компонентом тел во внешней Солнечной системе и Твердый азот при высокой температуре и высоком давлении представляет собой мощное взрывчатое вещество с более высокой плотностью энергии, чем любой другой неядерный материал. [1]

Поколение

Кароль Ольшевский впервые наблюдал твердый азот в 1884 году, сначала сжижая водород с помощью испаряющегося жидкого азота , а затем позволив жидкому водороду заморозить азот. [2] Испаряя пары твердого азота, Ольшевский также добился чрезвычайно низкой температуры48 К , на тот момент мировой рекорд. [3]

Современные методы обычно используют аналогичный подход: твердый азот обычно получают в лаборатории путем испарения жидкого азота в вакууме. Полученное твердое вещество является пористым. [4]

Встречаемость в природе

Твердый азот образует большую часть поверхности Плутона (где он смешивается с твердой окисью углерода и метаном ) и нептунианского спутника Тритона . На Плутоне его впервые непосредственно наблюдали в июле 2015 года космическим зондом «Новые горизонты» , а на Тритоне — космическим зондом «Вояджер-2» в августе 1989 года. [5] [6] [7]

Большая часть поверхности Тритона покрыта гексагональной формой твердого азота (кристаллическая фаза β), которую на этой синтетической цветной фотомозаике можно увидеть как голубовато-зеленую полосу вокруг экватора.

Твердый азот имеет несколько свойств, связанных с формированием горных пород во внешней Солнечной системе. Даже при низких температурах твердого азота он довольно летуч и может возгоняться , образуя атмосферу, или конденсироваться обратно в азотный иней. По сравнению с другими материалами твердый азот теряет сцепление при низком давлении и при накоплении течет в виде ледников . Однако его плотность выше, чем у водяного льда, поэтому силы плавучести естественным образом переносят глыбы водяного льда к поверхности. Действительно, «Новые горизонты» наблюдали «плавающий» водяной лед поверх азотного льда на поверхности Плутона. [5]

На Тритоне твердый азот принимает форму кристаллов инея и прозрачного слоя отожженного азотного льда, часто называемого «глазурью». [7] Вояджер-2 наблюдал гейзеры газообразного азота , которые извергались из приполярных регионов вокруг южной полярной ледяной шапки Тритона. [8] Возможное объяснение этого наблюдаемого явления состоит в том, что солнце светит сквозь прозрачный слой азотного льда, нагревая нижние слои. Азот возгоняется и в конечном итоге вырывается через отверстия в верхнем слое, унося с собой пыль и создавая темные полосы.

Переходы к жидким аллотропам

плавление

При стандартном атмосферном давлении температура плавления N 2 равна63,23 К. [9]

Как и большинство веществ, азот плавится при более высокой температуре с увеличением давления окружающей среды до тех пор, пока50 ГПа , когда ожидается полимеризация жидкого азота . [10] [11] В этой области температура плавления увеличивается со скоростью примерно190 К/ГПа . [10] Выше50 ГПа , температура плавления падает. [11]

Сублимация

Азот имеет тройную точку :63,14 ± 0,06 К и0,1255 ± 0,0005 бар ; ниже этого давления твердый азот сублимируется непосредственно в газ. [12] При таких низких давлениях азот существует только в двух известных аллотропах: α-азот (ниже35 К ) и β-азот (35–63 К ). Измерения давления пара от20–63 К позволяют предположить следующие эмпирические формулы : [12]

Растворимость в обычных криогенах

Твердый азот мало растворим в жидком водороде . По растворимости в60–75 К газообразный водород , [13] Seidal et al. подсчитали, что жидкий водород при15 К может растворяться(1–10) × 10 10  (молекула N 2 )/см 3 . [14] При температуре кипения водорода с избытком твердого азота растворенная молярная доля составляет 10 -8 . В32,5 К (чуть ниже точки кипения H 2 ) и15 атм , максимальная мольная концентрация растворенного N 2 составляет7,0 × 10 -6 . [15] Азот и кислород смешиваются в жидкой фазе, но разделяются в твердой фазе. При этом первыми вымерзают избыток азота (плавится при 63 К) или кислорода (плавится при 55 К), а эвтектический жидкий воздух замерзает при 50 К. [16]

Кристальная структура

Кристаллы азота

При обычном и умеренном давлении азот образует молекулы N 2 ; при низкой температуре дисперсионных сил Лондона достаточно для затвердевания этих молекул. [17]

α и β

Твердый азот при атмосферном давлении разделяет две фазы: α- и β-азот.

Ниже35,6 К азот принимает кубическую структуру с пространственной группой Па 3 ; Молекулы N 2 расположены на диагоналях тела куба элементарной ячейки. При низких температурах α-фаза может сжиматься до3500 атм до ее изменения (на γ), а при повышении температуры выше20 К это давление возрастает примерно до4500 атм . В21 К размер элементарной ячейки равен5,667 Å , ​​уменьшаясь до5,433 Å под3785 бар . [10] [18]

ВышеПри температуре 35,6 К (пока он не расплавится) азот принимает гексагональную плотноупакованную структуру с соотношением элементарных ячеек c ⁄ a ≈ 1,633 = √ 8 ⁄ 3 . Молекулы азота случайным образом наклонены под углом55° , из-за сильного квадруполь -квадрупольного взаимодействия. В45 К элементарная ячейка имеет =4,050 Å и c =6,604 Å , но они сжимаются при4125 атм и49 К до =3,861 Å и c =6,265 Å . При более высоких давлениях c ⁄ a практически не изменяется. [10] [18]

γ

Тетрагональная γ-форма существует при низких температурах ниже44,5 К и давление около0,3–3 ГПа . Тройная точка α/β/γ 2 возникает при0,47 ГПа и44,5 К. Образование γ-диазота проявляет существенный изотопный эффект : приПри 20 К изотоп 15 N переходит в γ-форму при давлении на 400 атм (0,041 ГПа) ниже, чем природный азот.

Пространственная группа γ-фазы — P 4 2 / mnm . В20 К и4000 бар , элементарная ячейка имеет постоянную решетки a =3,957 Å и c =5,109 Å .

Сами молекулы азота располагаются по схеме Р 4 2 / mnm f [примечание 1] и принимают форму вытянутого сфероида с длинными размерами.4,34 Å и диаметр3,39 Å . [Примечание 2] Молекулы могут вибрировать до10° в плоскости ab и до15° в направлении оси c . [10] [18]

δ, δloc и ε

При высоком давлении (но температуре окружающей среды) диазот принимает кубическую δ-форму с пространственной группой pm 3 n и восемью молекулами на элементарную ячейку. Эта фаза имеет постоянную решетки6,164 Å (при300 К и4,9 ГПа ). [19] δ - N2 допускает две тройные точки. Тройная точка (δ- N 2 , β- N 2 , жидкость) находится где-то около8–10 ГПа и555–578 К. [10] Тройная точка (δ- N 2 , β- N 2 , γ- N 2 ) возникает при2,3 ГПа и150 К. [19]

Внутри ячеек решетки сами молекулы имеют неупорядоченную ориентацию, [20] , но увеличение давления вызывает фазовый переход в немного другую фазу, δloc , в которой ориентация молекул постепенно упорядочивается, различие, которое видно только с помощью рамановской спектроскопии . [21] При высоком давлении (примерно2–13 ГПа ) и низкой температуре [примечание 3] ориентации молекул азота полностью упорядочиваются в ромбоэдрическую ε-фазу, которая следует пространственной группе R 3 c . [10] [20] [23] Размеры ячейки a =8,02 Å , б =8,02 Å , с =11,104 Å , α = β =90° , γ =120° , объем618,5 Å 3 , Z = 24 . [24]

Растворенный He может стабилизировать ε- N 2 при более высоких температурах или более низких давлениях, превращаясь в δ- N 2 (см. § Родственные вещества). [20]

ζ

ВышеПри давлении 60 ГПа ε -N 2 переходит в ромбическую фазу, обозначенную ζ- N 2 . Не существует измеримого разрыва объема на молекулу между ε- N 2 и ζ- N 2 . Структура ζ- N 2 очень похожа на структуру ε- N 2 с небольшими различиями в ориентации молекул. ζ- N 2 принимает моноклиническую пространственную группу C 2/ c и имеет постоянные решетки a =7,580 Å , б =6,635 Å , с =5,018 Å и β =97,64° с шестнадцатью молекулами на элементарную ячейку. [25]

θ и ι

Дальнейшее сжатие и нагревание приводит к образованию двух кристаллических фаз азота с удивительной метастабильностью. [26]

Фаза ζ- N 2 сжата до95 ГПа , а затем нагрелся до температуры свышеПри 600 К образуется однородно полупрозрачная структура, называемая θ-азот. [26]

Доступ к ι-фазе можно получить, изобарно нагревая ε- N 2 до750 К при65 ГПа или изотермическая декомпрессия θ- N 2 до69 ГПа при850 К. [27] Кристаллическая структура ι- N 2 характеризуется примитивной моноклинной решеткой с размерами элементарной ячейки: a =9,899(2) Å , б =8,863(2) Å , c =8,726(2) Å и β =91,64(3)° при56 ГПа и температуре окружающей среды. Пространственная группа — P 2 1 / c , а элементарная ячейка содержит 48 молекул N 2 , расположенных в слоистую структуру. [28]

После сброса давления θ- N 2 не возвращается к ε- N 2 до тех пор, пока примерно30 ГПа ; ι- N 2 преобразуется в ε- N 2 до тех пор, пока примерно23 ГПа . [26]

«Черный фосфор» азот

При сжатии азота до давления120–180 ГПа и температуры вышеПри 4000 °C [29] [30] азот принимает кристаллическую структуру («bp-N»), идентичную структуре черного фосфора (орторомбическую, пространственную группу Cmce ). [31] Как и черный фосфор, bp-N является электрическим проводником. [32] Существование структуры bp-N соответствует поведению более тяжелых пниктогенов и подтверждает тенденцию, согласно которой элементы при высоком давлении принимают те же структуры, что и более тяжелые конгенеры при более низких давлениях. [33]

Кристаллы олигомера

Гексагонально-слоистый полимерный азот

Гексагонально-слоистый полимерный азот (HLP-N) был экспериментально синтезирован в244 ГПа и3300 К. Он использует тетрагональную элементарную ячейку ( P 4 2 bc ), в которой атомы азота с одинарной связью образуют два слоя взаимосвязанных шестиугольников N 6 . HPL-N метастабилен при давлении не менее 66 ГПа. [34]

Линейные формы (N 6 и N 8 )

Линейный N 8 , изомер EEE ( транс ; изомер EZE – не показан – является цис ) по Hirschberg et al. (2014) [35]

В результате разложения азида гидразиния при высоком давлении и низкой температуре образуется молекулярное твердое вещество, состоящее из линейных цепочек из 8 атомов азота ( N≡N + -N - -N=N-N - -N + ≡N ). Моделирование показывает, что N 8 стабилен при низких температурах и давлениях (< 20 ГПа); на практике сообщаемый N 8 разлагается до аллотропа ε при давлении ниже 25 ГПа, но остаток остается при давлении всего 3 ГПа. [35] [36]

Линейное письмо N 6 по Хиршбергу и др. (2014) [37]

Грехнер  и др. в 2016 году предсказал, что аналогичный аллотроп с шестью атомами азота должен существовать в условиях окружающей среды. [37]

Аморфные и сетевые аллотропы

Немолекулярные формы твердого азота обладают самой высокой из известных плотностью неядерной энергии. [1]

мкм

Когда фаза ζ-N 2 сжимается при комнатной температуре более150 ГПа образуется аморфная форма. [1] Это узкозонный полупроводник, обозначенный как μ-фаза. Мю-фазу довели до атмосферного давления, предварительно охладив ее до100 К. [38]

η

η-N представляет собой полупроводниковую аморфную форму азота. Он образуется при давлении около80–270 ГПа и температуры10–510 К. В отраженном свете он кажется черным, но пропускает немного красного или желтого света. В инфракрасном диапазоне вокруг имеется полоса поглощения.1700 см -1 . При еще более высоком давлении примерно280 ГПа , запрещенная зона закрывается и η-азот металлизируется. [39]

Кубическая гошь

При давлениях выше, чем110 ГПа и температура околоПри температуре 2000 К азот образует твердое сетчатое вещество , связанное ковалентными связями в кубической структуре, сокращенно называемое cg-N. Форма кубического гош имеет пространственную группу I 2 1 3. Каждая элементарная ячейка имеет длину ребра3,805 Å и содержит восемь атомов азота. [23] Как сеть, cg-N состоит из сросшихся колец атомов азота; у каждого атома валентные углы очень близки к тетраэдрическим. Положение неподеленных пар электронов выбирается таким образом, чтобы их перекрытие было минимальным. [38]

Предполагается, что кубическая структура азота будет иметь длину связей 1,40 Å, валентные углы 114,0 ° и двугранные углы -106,8 °. Термин «гош» относится к нечетным двугранным углам: если бы он был равен 0 °, его называли бы цис , а если 180 °, его называли бы транс . Двугранный угол Φ связан с валентным углом θ соотношением sec(Φ) = sec(θ) − 1. Координата одного атома в элементарной ячейке в точке x,x,x также определяет валентный угол соотношением cos(θ) = х(х-1/4)/(х 2 +(х-1/4) 2 ). [40]

Все связи в cg-N имеют одинаковую длину:1,346 Å при115 ГПа . [1] [41] Это предполагает, что все связи имеют один и тот же порядок : одинарная связь, несущая4,94 эВ/атом . Напротив, тройная связь в газообразном азоте несет только0,83 эВ/атом , так что релаксация в газообразную форму предполагает огромное выделение энергии: больше, чем любая другая неядерная реакция. [1] [42] По этой причине кубический азот исследуется на предмет использования во взрывчатых веществах и ракетном топливе. [1] Оценки его плотности энергии различаются: моделирование предсказываетПрогнозируется 10–33 кДж/г , что160–300% плотности энергии октогена . [43] [44]

cg-N также очень жесткий с модулем объемного сжатия около298 ГПа , аналогично алмазу. [41]

Поли-Н

Другая сеть твердого азота, названная поли-N и сокращенно p N, была предсказана в 2006 году. [23] p N имеет пространственную группу C 2/ c и размеры ячеек a = 5,49 Å, β = 87,68°. Теоретически предсказаны другие полимерные формы с более высоким давлением, и ожидается, что металлическая форма будет, если давление будет достаточно высоким. [45]

Другие

Другие фазы твердого диазота называются ζ'-N 2 и κ-N 2 . [38]

Массовые свойства

В58 К предел прочности при сжатии составляет 0,24  МПа . Прочность увеличивается с понижением температуры и составляет 0,54 МПа при 40,6 К. Модуль упругости варьируется от 161 до 225 МПа в том же диапазоне. [46]

Теплопроводность твердого азота составляет 0,7 Вт м -1  К - 1 . [47] Теплопроводность меняется в зависимости от температуры, и соотношение определяется как k = 0,1802×T 0,1041  Вт·м -1  К -1 . [48] ​​Удельная теплоемкость равна 926,91×e 0,0093 Т джоулей на килограмм на кельвин. [48] ​​При 50  К он выглядит прозрачным, а при 20 К — белым.

Азотный иней имеет плотность 0,85 г см -3 . [49] В качестве сыпучего материала кристаллы спрессованы вместе, а плотность близка к плотности воды. Он зависит от температуры и определяется как ρ = 0,0134 Т 2 − 0,6981 Т + 1038,1 кг/м 3 . [48] ​​Объемный коэффициент расширения равен 2×10 -6 T 2 - 0,0002 T + 0,006 K -1 . [48]

Показатель преломления при 6328 Å равен 1,25 и практически не меняется с температурой. [49]

Скорость звука [ нужны разъяснения ] в твердом азоте равна 1452 м/с при 20 К и 1222 м/с при 44 К. Продольная скорость колеблется от 1850 м/с при 5 К до 1700 м/с при 35 К. При При повышении температуры азот меняет фазу, и продольная скорость быстро падает в небольшом диапазоне температур до уровня ниже 1600 м/с, а затем медленно падает до 1400 м/с вблизи точки плавления. Поперечная скорость значительно ниже и составляет от 900 до 800 м/с в том же диапазоне температур. [17]

Модуль объемного сжатия SN 2 составляет 2,16 ГПа при 20 К и 1,47 ГПа при 44 К. [17] При температурах ниже 30 К твердый азот подвергается хрупкому разрушению , особенно если прикладывать быстрое напряжение. Выше этой температуры тип разрушения – пластическое разрушение . При понижении температуры на 10 К твердый азот становится в 10 раз более жестким. [17]

Связанные вещества

Под давлением азот может образовывать кристаллические соединения Ван-дер-Ваальса с другими молекулами. Он может образовывать ромбическую фазу с метаном выше 5 ГПа. [50] С гелием образуется He(N 2 ) 11 . [20] N 2 кристаллизуется с водой в клатрате азота и в смеси с кислородом O 2 и водой в клатрате воздуха. [51]

Гелий

Твердый азот может растворять 2 мольных % гелия под давлением в его неупорядоченных фазах, таких как γ-фаза. При более высоком давлении гелия (9 мол.%) Он может реагировать с ε-азотом с образованием гексагонального кристаллического соединения Ван-дер-Ваальса с двойным лучепреломлением . Элементарная ячейка содержит 22 атома азота и 2 атома гелия. Он имеет объем 580 Å 3 при давлении 11 ГПа, уменьшающийся до 515 Å 3 при 14 ГПа. [20] Это напоминает ε-фазу. [52] При 14,5 ГПа и 295 К элементарная ячейка имеет пространственную группу P 6 3 / m и a=7,936 Å c=9,360 Å. При 28 ГПа происходит переход, при котором ориентация молекул N 2 становится более упорядоченной. Когда давление на He(N 2 ) 11 превышает 135 ГПа, вещество меняет цвет с прозрачного на черное и принимает аморфную форму, подобную η-N 2 . [53]

Метан

Твердый азот может кристаллизоваться с добавлением некоторого количества твердого метана. При 55 К молярное процентное содержание может достигать 16,35% CH 4 , а при 40 К – всего 5%. В комплементарной ситуации твердый метан может содержать в своих кристаллах некоторое количество азота, до 17,31%. При понижении температуры в твердом азоте растворяется меньше метана, а в α-N 2 растворимость метана существенно снижается. Эти смеси преобладают во внешних объектах Солнечной системы, таких как Плутон , на поверхности которых есть как азот, так и метан . [54] При комнатной температуре при давлениях более 5,6 ГПа образуется клатрат метана и азота в соотношении 1:1. [55]

Монооксид углерода

Молекула угарного газа (СО) по размерам очень похожа на диазот и может смешиваться в любых пропорциях с твердым азотом без изменения кристаллической структуры. Угарный газ также содержится на поверхности Плутона и Тритона в концентрациях ниже 1%. Изменения ширины инфракрасной линии поглощения угарного газа могут выявить концентрацию. [56]

благородные газы

Атомы неона или ксенона также могут включаться в твердый азот в β- и δ-фазах. Включение неона сдвигает фазовую границу β-δ до более высоких давлений. [57] Аргон также хорошо смешивается с твердым азотом. [57] Для составов аргона и азота с содержанием азота от 60 до 70% гексагональная форма остается стабильной до 0 К. [58] Соединение Ван-дер-Ваальса ксенона и азота существует при давлении выше 5,3 ГПа. [57] Соединение Ван-дер-Ваальса неона и азота было показано с помощью рамановской спектроскопии . [57] Соединение имеет формулу (N 2 ) 6 Ne 7 . Он имеет гексагональную структуру с а=14,400 с=8,0940 при давлении 8 ГПа. Соединение Ван-дер-Ваальса с аргоном не известно. [59]

Водород

С дидейтерием около 70  ГПа выходит клатрат (N 2 ) 12 D 2 . [60]

Кислород

Твердый азот может замещаться на одну пятую кислородом O 2 и при этом сохранять ту же кристаллическую структуру. [61] δ-N 2 может быть замещен до 95% O 2 и сохранять ту же структуру. Твердый O 2 может иметь только твердый раствор с 5% или менее N 2 . [61]

Использовать

Твердый азот используется в смеси с жидким азотом для более быстрого охлаждения, чем при использовании только жидкого азота, что полезно для таких применений, как криоконсервация спермы . [62] Полутвердую смесь можно также назвать азотной слякотью [63] или SN2. [64]

Твердый азот используется в качестве матрицы для хранения и изучения активных химических веществ, таких как свободные радикалы или изолированные атомы. [65] Одним из применений является изучение динитрогенных комплексов металлов изолированно от других молекул. [66]

Реакции

При облучении твердого азота высокоскоростными протонами или электронами образуется несколько реакционноспособных радикалов, в том числе атомарный азот (N), катионы азота (N + ), диазотный катион (N2 + ) , триазотные радикалы (N3 и N3 + ) . и азид (N 3 - ). [67]

Примечания

  1. ^ Внутри элементарной ячейки атомы расположены в позициях ( x , x ,0), (- x ,- x ,0), ( 1 ⁄ 2 + x , 1 ⁄ 2 - x , 1 ⁄ 2 ), ( 1 ⁄ 2 - Икс , 1 ⁄ 2 + Икс , 1 ⁄ 2 ) где Икс знак равно (молекулярное межатомное расстояние) / ( √ 8 а ) . Это соответствует молекулам, выстроенным в ряды из конца в конец по диагонали на плоскости ab. Эти ряды укладываются рядом, причем молекулы смещены на половину их длины, образуя слои в плоскости (001), перпендикулярной оси c . Затем слои накладываются друг на друга, каждый из которых поворачивается на90° по сравнению с плоскостью внизу.
  2. ^ Из-за принципа неопределенности волновые функции электронов для N 2 имеют бесконечную протяженность. Указанные размеры соответствуют произвольному обрезанию при плотности электронов. 0,0135 (е - )/Å 3 .
  3. ^ Температура фазового перехода ε-δ существенно зависит от давления. При давлении 2 ГПа переход происходит около 50 К. [22]

Рекомендации

  1. ^ abcdef Еремец, Мичиган; Гаврилюк, А.Г.; Серебряная, НР; Троян, Айова; Дзивенко Д.А.; Белер, Р.; Мао, Гонконг; Хемли, Р.Дж. (2004). «Структурное преобразование молекулярного азота в одноатомное состояние при высоких давлениях» (PDF) . Журнал химической физики . 121 (22): 11296–300. Бибкод : 2004JChPh.12111296E. дои : 10.1063/1.1814074. PMID  15634085. S2CID  25122837.
  2. ^ Ольшевский, К (1884). «Новые эссе о сжижении водорода. Затвердевание и критика давления азота». Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences (на французском языке). 98 : 913–915.
  3. ^ Коэн, EGD (1 января 1977 г.). «К абсолютному нулю: за последние три столетия попытки приблизиться к абсолютному нулю температуры привели к открытию многих важных явлений, включая сверхпроводимость и сверхтекучесть». Американский учёный . 65 (6): 752–758. Бибкод : 1977AmSci..65..752C. JSTOR  27848176.
  4. ^ Михальченко, Р.С.; Гетманец В.Ф.; Архипов В.Т. (сентябрь 1972 г.). «Особенности теплопередачи в пористом твердом азоте». Журнал инженерной физики . 23 (3): 1075–1081. Бибкод : 1972JEP....23.1075M. дои : 10.1007/BF00832213. S2CID  121585322.
  5. ^ ab «Таинственные парящие холмы Плутона». НАСА. 04 февраля 2016 г. Проверено 1 мая 2016 г.
  6. ^ «Текущие азотные ледники видны на поверхности Плутона после пролета аппарата New Horizons» . АВС . 25 июля 2015 года . Проверено 6 октября 2015 г.
  7. ^ Аб Маккиннон, Уильям Б.; Кирк, Рэндольф Л. (2014). «Тритон». В Споне, Тилман; Брейер, Дорис; Джонсон, Торренс (ред.). Энциклопедия Солнечной системы (3-е изд.). Амстердам; Бостон: Эльзевир . стр. 861–882. ISBN 978-0-12-416034-7.
  8. ^ «Нептун: Спутники: Тритон». НАСА . Архивировано из оригинала 15 октября 2011 года . Проверено 21 сентября 2007 г.
  9. ^ Лиде, Дэвид Р. (1990–1991). Справочник CRC по физике и химии (71-е изд.). Бока-Ратон, Анн-Арбор, Бостон: CRC Press, Inc. стр. 4–22 (одна страница).
  10. ^ abcdefgh Тонков, Е. Ю; Понятовский Е.Г. (15 ноября 2004 г.). Фазовые превращения элементов под высоким давлением. ЦРК Пресс. стр. 126–132. ISBN 978-0-8493-3367-5.
  11. ^ abc Мукерджи, Гутам Дев; Бёлер, Рейнхард (30 ноября 2007 г.). «Кривая плавления азота при высоком давлении и фазовый переход жидкость-жидкость». Письма о физических отзывах . 99 (22): 225701. Бибкод : 2007PhRvL..99v5701M. doi : 10.1103/PhysRevLett.99.225701. ПМИД  18233298.
  12. ^ аб Фрай, Н.; Шмитт, Б. (декабрь 2009 г.). «Сублимация льдов, представляющих астрофизический интерес: библиографический обзор». Планетарная и космическая наука . 57 (14–15): 2053–2080. Бибкод : 2009P&SS...57.2053F. дои :10.1016/j.pss.2009.09.011.
  13. ^ Омар, Миннесота; Докупил, З. (1 января 1962 г.). «Некоторые дополнительные измерения парожидкостного равновесия системы водород-азот при температурах выше тройной точки азота». Физика . 28 (1): 33–43. Бибкод : 1962Phy....28...33O. дои : 10.1016/0031-8914(62)90089-7. ISSN  0031-8914.
  14. ^ Зайдель, генеральный директор; Марис, HJ; Уильямс, ФИБ; Кардон, JG (2 июня 1986 г.). «Переохлаждение жидкого водорода». Письма о физических отзывах . 56 (22): 2380–2382. Бибкод : 1986PhRvL..56.2380S. doi :10.1103/PhysRevLett.56.2380. ПМИД  10032971.
  15. ^ Омар, Миннесота; Докупил, З. (май 1962 г.). «Растворимость азота и кислорода в жидком водороде при температуре от 27 до 33 К». Физика . 28 (5): 461–471. Бибкод : 1962Phy....28..461O. дои : 10.1016/0031-8914(62)90033-2.
  16. ^ Кохенбургер, Томас М.; Громанн, Штеффен; Олльрих, Лотар Р. (2015). «Оценка двухступенчатого каскада смешанного хладагента для охлаждения ВТС ниже 60 К». Процессия по физике . 67 : 227–232. Бибкод : 2015PhPro..67..227K. дои : 10.1016/j.phpro.2015.06.039 .
  17. ^ abcd Ямасита, Ясуюки; Като, Манабу; Аракава, Масахико (июнь 2010 г.). «Экспериментальное исследование реологических свойств поликристаллического твердого азота и метана: последствия для тектонических процессов на Тритоне». Икар . 207 (2): 972–977. Бибкод : 2010Icar..207..972Y. дои : 10.1016/j.icarus.2009.11.032.
  18. ^ abc Schuch, AF; Миллс, Р.Л. (1970). «Кристаллические структуры трех модификаций азота 14 и азота 15 при высоком давлении». Журнал химической физики . 52 (12): 6000–6008. Бибкод : 1970JChPh..52.6000S. дои : 10.1063/1.1672899.
  19. ^ АБ Кромер, DT; Миллс, РЛ; Шифери, Д.; Швальбе, Луизиана (15 января 1981 г.). «Структура N2 при 49 кбар и 299 К». Acta Crystallographica Раздел B: Структурная кристаллография и кристаллохимия . 37 (1): 8–11. дои : 10.1107/S0567740881002070.
  20. ^ abcde Вос, WL; Палец, LW; Хемли, Р.Дж.; Ху, JZ; Мао, Гонконг; Схоутен, Дж. А. (2 июля 1992 г.). «Соединение Ван-дер-Ваальса высокого давления в твердых азотно-гелиевых смесях». Природа . 358 (6381): 46–48. Бибкод : 1992Natur.358...46V. дои : 10.1038/358046a0. S2CID  4313676.
  21. ^ Тассини, Леонардо; Горелли, Федерико; Уливи, Лоренцо (4 февраля 2005 г.). «Высокотемпературные структуры и ориентационный беспорядок в сжатом твердом азоте». Журнал химической физики . 122 (7): 074701. Бибкод : 2005JChPh.122g4701T. дои : 10.1063/1.1849154. ISSN  0021-9606. ПМИД  15743259.
  22. ^ Миллс, РЛ; Олинджер, Барт; Кромер, Д.Т. (1986). «Структуры и фазовые диаграммы N2 и CO до 13 ГПа методом рентгеновской дифракции». Журнал химической физики . 84 (5): 2837. Бибкод : 1986ЖЧФ..84.2837М. дои : 10.1063/1.450310 .
  23. ^ abc Котакоски, Дж.; Альбе, К. (10 апреля 2008 г.). «Первые принципы расчета твердого азота: сравнительное исследование фаз высокого давления». Физический обзор B . 77 (14): 144109. Бибкод : 2008PhRvB..77n4109K. doi : 10.1103/PhysRevB.77.144109.
  24. ^ НИМС. «База данных рабочих материалов Atom» . Проверено 3 октября 2015 г.
  25. ^ Ланиэль, Доминик; Трибель, Флориан; Асландюков Андрей; Спендер, Джеймс; Раньери, Умбертолука; Федотенко Тимофей; Глазырин Константин; Брайт, Элеонора Лоуренс; Харитон, Стелла; Прокопенко Виталий Борисович; Абрикосов Игорь А.; Дубровинский, Леонид; Дубровинская, Наталья (05.10.2023). «Название: Определение структуры ζ-N2 по данным монокристаллической рентгеновской дифракции и теоретическое предположение об образовании аморфного азота». Природные коммуникации . 14 (1): 6207. doi : 10.1038/s41467-023-41968-2. ISSN  2041-1723. ПМЦ 10556017 . ПМИД  37798268. 
  26. ^ abc Гончаров, А.; Грегорьянц, Э. (15 апреля 2004 г.). Твердый азот в экстремальных условиях высокого давления и температуры. Специальные коллекции Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (отчет). Химия в экстремальных условиях. Архивировано (PDF) из оригинала 28 января 2017 года . Проверено 6 декабря 2021 г.
  27. ^ Грегорианц, Э.; Гончаров А.Ф.; Хемли, Р.Дж.; Мао, Гонконг; Сомаязулу, М.; Шен, Г. (13 декабря 2002 г.). «Рамановское, инфракрасное и рентгеновское исследование новых фаз азота при высоких давлениях и температурах». Физ. Преподобный Б. 66 (22): 224108. Бибкод : 2002PhRvB..66v4108G. doi : 10.1103/physrevb.66.224108.
  28. ^ Тернбулл, Р.; Ханфланд, М.; Биннс, Дж.; Мартинес-Каналес, М.; Фрост, М.; Маркес, М.; Хауи, Р.; Грегорьянц, Э. (9 ноября 2018 г.). «Необычайно сложная фаза плотного азота в экстремальных условиях». Природные коммуникации . 9 (1): 4717. Бибкод : 2018NatCo...9.4717T. дои : 10.1038/s41467-018-07074-4. ПМК 6226474 . ПМИД  30413685. 
  29. ^ "Никогда ранее не встречавшиеся пробки из "черного азота" загадка в таблице Менделеева" . Новый Атлас . 2 июня 2020 г. Проверено 16 июля 2020 г.
  30. ^ «Черный азот» - ученые решают загадку таблицы Менделеева. На: SciTechDaily. 6 июня 2020 г.
  31. ^ Ланиэль, Доминик; Винклер, Бьорн; Федотенко Тимофей; Пахомова, Анна; Харитон, Стелла; Мильман, Виктор; Прокопенко, Виталий; Дубровинский, Леонид; Дубровинская, Наталья (28 мая 2020 г.). «Полимерный аллотроп азота высокого давления со структурой черного фосфора». Письма о физических отзывах . 124 (21): 216001. arXiv : 2003.02758 . Бибкод : 2020PhRvL.124u6001L. doi :10.1103/PhysRevLett.124.216001. ISSN  0031-9007. PMID  32530671. S2CID  212414928.
  32. ↑ Делберт, Кэролайн (4 июня 2020 г.). «Ученые создали черный азот». Популярная механика . Проверено 16 июля 2020 г.
  33. ^ Минералогия сверхвысокого давления: физика и химия недр Земли . Хемли, Рассел Дж. (Рассел Джулиан). Вашингтон, округ Колумбия: Минералогическое общество Америки. 1998. ISBN 0-939950-48-0. ОСЛК  40542380.{{cite book}}: CS1 maint: others (link)
  34. ^ Ланиэль, Д.; Женесте, Г.; Век, Г.; Мезуар, М.; Лубейр, П. (11 февраля 2019 г.). «Гексагонально-слоистая полимерная азотная фаза, синтезированная при давлении около 250 ГПа». Письма о физических отзывах . 122 (6): 066001. Бибкод : 2019PhRvL.122f6001L. doi :10.1103/PhysRevLett.122.066001. ISSN  0031-9007. PMID  30822079. S2CID  73462260.
  35. ^ аб Хиршберг, Барак; Крылова Анна Ивановна; Гербер, Р. Бенни (январь 2014 г.). «Расчеты предсказывают стабильный молекулярный кристалл N8» (PDF) . Природная химия . 6 (1): 52–56. Бибкод : 2014NatCh...6...52H. дои : 10.1038/nchem.1818. ISSN  1755-4349. ПМИД  24345947.
  36. ^ Дюваль, Сакун; Рю, Янг-Джей; Ким, Минсоб; Ю, Чунг-Шик; Банг, Сора; Ким, Кёнтэ; Хур, Нам Хви (07 апреля 2018 г.). «Превращение азида гидразиния в молекулярный N8 при 40 ГПа». Журнал химической физики . 148 (13): 134310. Бибкод : 2018JChPh.148m4310D. дои : 10.1063/1.5021976 . ISSN  0021-9606. ОСТИ  1432864. ПМИД  29626901.
  37. ^ ab Майкл Дж. Грешнер и др. (апрель 2016 г.). «Новый аллотроп азота как материал с высокой плотностью энергии». Журнал физической химии A 120 (18). doi:10.1021/acs.jpca.6b01655.
  38. ^ abc Плашенка, Душан; Мартоняк, Роман (7 марта 2015 г.). «Пути трансформации в твердом азоте высокого давления: от молекулярного N2 к полимерному cg-N». Журнал химической физики . 142 (9): 094505. arXiv : 1412.1246 . Бибкод : 2015JChPh.142i4505P. дои : 10.1063/1.4908161. PMID  25747092. S2CID  119112608.
  39. ^ Грегорианц, Евгений; Гончаров Александр Ф.; Хемли, Рассел Дж.; Мао, Хо-гван (13 июля 2001 г.). «Аморфный азот высокого давления». Физический обзор B . 64 (5): 052103. arXiv : cond-mat/0105101v1 . Бибкод : 2001PhRvB..64e2103G. doi :10.1103/PhysRevB.64.052103. S2CID  119343638.
  40. ^ Майлиот, К.; Ян, Л.Х.; МакМахан, АК (1 декабря 1992 г.). «Полимерный азот». Физический обзор B . 46 (22): 14419–14435. Бибкод : 1992PhRvB..4614419M. doi : 10.1103/PhysRevB.46.14419. ПМИД  10003540.
  41. ^ Аб Бёлер, Рейнхард (ноябрь 2005 г.). «Алмазные элементы и новые материалы». Материалы сегодня . 8 (11): 34–42. дои : 10.1016/S1369-7021(05)71158-5 .
  42. ^ Еремец, Михаил И.; Гаврилюк Александр Георгиевич; Троян, Иван А.; Дзивенко Дмитрий А.; Бёлер, Рейнхард (4 июля 2004 г.). «Основная кубическая форма азота». Природные материалы . 3 (8): 558–563. Бибкод : 2004NatMa...3..558E. дои : 10.1038/nmat1146. PMID  15235595. S2CID  38483662.
  43. ^ Ю, Чунг-Шик (февраль 2003 г.). «Новые функциональные расширенные твердые тела в экстремальных условиях». ДТИК . п. 11. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 5 октября 2015 г.
  44. ^ Бондарчук, Сергей В.; Минаев, Борис Ф. (2017). «Односвязной тригональный азотный аллотроп со сверхвысокой энергетической плотностью - химический двойник кубической формы азота». Физическая химия Химическая физика . 19 (9): 6698–6706. Бибкод : 2017PCCP...19.6698B. дои : 10.1039/C6CP08723J. PMID  28210733 – через Королевское химическое общество.
  45. ^ Ма, Янмин; Оганов Артем Р.; Ли, Чжэньвэй; Се, Ю; Котакоски, Яни (9 февраля 2009 г.). «Новые конструкции высокого давления полимерного азота». Письма о физических отзывах . 102 (6): 065501. Бибкод : 2009PhRvL.102f5501M. doi : 10.1103/PhysRevLett.102.065501. ПМИД  19257600.
  46. ^ Педерсон, RC; Миллер, компакт-диск; Арвидсон, Дж. М.; Блаунт, К.; Шульце, М. (1998). «Проблемы определения механических свойств твердого азота и композита твердого азота и пены алюминия (40 – 61 К)». В Балачандране, УБ; Губсер, Д.Г.; Хартвиг, КТ; Рид, Р.; Уорнс, Вашингтон; Бардос, Вирджиния (ред.). Достижения криогенной техники (материалы) . Том. 44. Springer Science & Business Media . стр. 339–347. ISBN 9781475790566.
  47. ^ Кук, Т.; Дэйви, Г. (июнь 1976 г.). «Плотность и теплопроводность твердого азота и углекислого газа». Криогеника . 16 (6): 363–369. Бибкод : 1976Крио...16..363C. дои : 10.1016/0011-2275(76)90217-4.
  48. ^ abcd Троубридж, AJ; Мелош, HJ; Стеклофф, Дж. К.; Фрид, AM (1 июня 2016 г.). «Энергичная конвекция как объяснение многоугольного рельефа Плутона». Природа . 534 (7605): 79–81. Бибкод : 2016Natur.534...79T. дои : 10.1038/nature18016. PMID  27251278. S2CID  6743360.Раздел «Методы»
  49. ^ аб Саторре, Массачусетс; Доминго, М.; Луна, Р.; Сантоха, К. (30 ноября 2004 г.). «Плотность метана и азота при разных температурах» (PDF) . Спрингер . Проверено 1 октября 2015 г.
  50. ^ Олдос, Кэтрин; Дегренье, Серж (2008). «Новые твердые фазы Ван-дер-Ваальса в двойной системе метан-азот» (PDF) . Проверено 21 сентября 2015 г.
  51. ^ Шукрун, Матье; Киффер, Сьюзен В.; Лу, Синьли; Тоби, Габриэль (2013). «Клатратные гидраты: значение для обменных процессов во внешней Солнечной системе». Наука о Солнечной системе ICES . Библиотека астрофизики и космических наук. Том. 356. стр. 409–454. дои : 10.1007/978-1-4614-3076-6_12. ISBN 978-1-4614-3075-9.
  52. ^ Олейник, Х; Джефкоат, AP (15 декабря 1997 г.). «Комбинационное комбинационное исследование смеси азота и гелия при высоком давлении до 40 ГПа». Физический журнал: конденсированное вещество . 9 (50): 11219–11226. Бибкод : 1997JPCM....911219O. дои : 10.1088/0953-8984/9/50/022. S2CID  250867438.
  53. ^ Нинет, С. (1 января 2011 г.). «Структурные и колебательные свойства соединения Ван-дер-Ваальса (N2)11He до 135 ГПа» (PDF) . Физический обзор B . 83 (13): 134107. Бибкод : 2011PhRvB..83m4107N. doi : 10.1103/PhysRevB.83.134107.
  54. ^ Протопапа, С.; Гранди, ВМ; Теглер, Южная Каролина; Бергонио, JM (июнь 2015 г.). «Коэффициенты поглощения двойной системы метан-азот: последствия для Плутона». Икар . 253 : 179–188. arXiv : 1503.00703 . Бибкод : 2015Icar..253..179P. doi :10.1016/j.icarus.2015.02.027. S2CID  96796422.
  55. ^ Олдос, Кэтрин. «Новые твердые фазы Ван-дер-Ваальса в двойной системе метан-азот» (PDF) . www.lightsource.ca . Проверено 22 сентября 2015 г.
  56. ^ Кирико, Эрик; Шмитт, Бернард (июль 1997 г.). «Спектроскопическое исследование CO, разбавленного в N2Ice: применение Тритона и Плутона». Икар . 128 (1): 181–188. Бибкод : 1997Icar..128..181Q. дои : 10.1006/icar.1997.5710.
  57. ^ abcd Kooi, Мэн; Схоутен, Дж. А. (1 ноября 1999 г.). «Рамановское исследование взаимной растворимости и образования соединений в Xe-N2 и NeN2» (PDF) . Физический обзор B . 60 (18): 12635–12643. Бибкод : 1999PhRvB..6012635K. doi : 10.1103/PhysRevB.60.12635. S2CID  122473674.
  58. ^ Носе, Шуичи; Кляйн, Майкл Л. (октябрь 1985 г.). «Молекулярно-динамическое исследование сплава (N2)67(Ar)29». Канадский физический журнал . 63 (10): 1270–1273. Бибкод : 1985CaJPh..63.1270N. дои : 10.1139/стр85-209.
  59. ^ Лотц, HT; Схоутен, Дж. А. (19 июня 2001 г.). «Фазовое поведение системы N2-Ar при высоких давлениях: исследование рамановской спектроскопии». Физический обзор B . 64 (2): 024103. Бибкод : 2001PhRvB..64b4103L. doi : 10.1103/PhysRevB.64.024103.
  60. ^ Ким, Минсоб; Ю, Чунг-Шик (2011). «Сильно отталкивающее взаимодействие в новом соединении включения D2 – N2 при высоком давлении: данные комбинационного рассеяния света и рентгеновского излучения». Журнал химической физики . 134 (4): 044519. Бибкод : 2011JChPh.134d4519K. дои : 10.1063/1.3533957. ПМИД  21280760.
  61. ^ аб Сихачакр, Д.; Лубейр, П. (15 октября 2004 г.). «Смеси O2/N2 под давлением: структурное исследование бинарной фазовой диаграммы при 295 К». Физический обзор B . 70 (13): 134105. Бибкод : 2004PhRvB..70m4105S. doi : 10.1103/PhysRevB.70.134105.
  62. ^ Сансинена, М; Сантос, М.В.; Зарицкий, Н; Чирифе, Дж. (май 2012 г.). «Сравнение теплопередачи в жидком азоте и азоте слякоти путем численного моделирования скорости охлаждения французских соломинок, используемых для криоконсервации спермы». Териогенология . 77 (8): 1717–1721. doi :10.1016/j.theriogenology.2011.10.044. ПМИД  22225685.
  63. ^ Шютте, Элиан; Пиччоло, Грейс Ли; Каплан, Дэвид С. (2004). Тканеинженерные медицинские изделия (TEMP). АСТМ Интернешнл. п. 8. ISBN 9780803134713.
  64. ^ Порку, Элеонора; Чиотти, Патриция; Вентуроли, Стефано (6 декабря 2012 г.). Справочник по криоконсервации яйцеклеток человека. Издательство Кембриджского университета. п. 33. ISBN 9781139851022.
  65. ^ Беккер, Эдвин Д.; Пиментел, Джордж К. (1956). «Спектроскопические исследования реакционноспособных молекул методом матричной изоляции». Журнал химической физики . 25 (2): 224. Бибкод : 1956ЖЧФ..25..224Б. дои : 10.1063/1.1742860.
  66. ^ Озин, Джеффри А.; Воэт, Энтони Вандер (15 октября 1973 г.). «Бинарные азотистые комплексы родия Rh (N2) n (где n = 1–4) в низкотемпературных матрицах». Канадский химический журнал . 51 (20): 3332–3343. дои : 10.1139/v73-498 .
  67. ^ Ву, Ю-Чон; Чен, Хуэй-Фэнь; Чуанг, Шианг-Цзюнь; Хуан, Цзы-Пин (10 декабря 2013 г.). «Спектры поглощения N3 и N2+ в дальнем ультрафиолете, генерируемые электронами, воздействующими на газообразный N 2». Астрофизический журнал . 779 (1): 40. Бибкод : 2013ApJ...779...40W. дои : 10.1088/0004-637X/779/1/40 .

Внешние ссылки