Ποια είναι η κρυσταλλική δομή του αζώτου;

Το άζωτο, στη στοιχειώδη μορφή του, υπάρχει ως ένα διατομικό αέριο (n ₂ ) σε θερμοκρασία και πίεση δωματίου. Αυτό σημαίνει ότι τα άτομα αζώτου συνδέονται μαζί σε ζεύγη για να σχηματίσουν μόρια.

Επομένως, το άζωτο δεν έχει παραδοσιακή κρυσταλλική δομή όπως κάνουν τα στερεά. Εδώ είναι γιατί:

* Αέρια κατάσταση: Σε κανονικές συνθήκες, τα μόρια αζώτου είναι ευρέως διαχωρισμένα και συνεχώς κινούνται, καθιστώντας αδύνατο για αυτούς να σχηματίσουν μια άκαμπτη, διατεταγμένη δομή.

* αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις: Οι δυνάμεις που συγκρατούν μόρια αζώτου μαζί (δυνάμεις van der Waals) είναι πολύ αδύναμες. Αυτές οι δυνάμεις δεν είναι αρκετά ισχυρές για να δημιουργήσουν ένα κρυσταλλικό πλέγμα.

Ωστόσο, υπό ακραίες συνθήκες, το άζωτο μπορεί να υπάρχει σε διαφορετικές στερεές φάσεις με συγκεκριμένες κρυσταλλικές δομές:

* αζώτο άλφα (α-Ν <υπο-2 ): Αυτή είναι η πιο σταθερή στερεά φάση του αζώτου, που λαμβάνεται με υψηλή πίεση (πάνω από 3,5 GPa) και χαμηλή θερμοκρασία (κάτω από 35,6 K). Έχει εξαγωνική δομή στενής συσκευασίας (HCP).

* βήτα αζώτου (β-n ₂ ): Αυτή η φάση σχηματίζεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες (35,6-44,5 K) και ελαφρώς υψηλότερες πιέσεις (4,5 GPa). Έχει μια κυβική δομή κοντά (CCP).

* αζώτου γάμμα (γ-n ₂ ): Αυτή η φάση εμφανίζεται σε ακόμη υψηλότερες θερμοκρασίες (44,5-63 K) και πιέσεις (περίπου 6 GPa). Έχει μια ρομβοεδρική δομή.

* Άλλες φάσεις: Έχουν ανακαλυφθεί αρκετές άλλες φάσεις υψηλής πίεσης του στερεού αζώτου, το καθένα με τη δική του μοναδική κρυσταλλική δομή.

Επομένως, ενώ το άζωτο είναι συνήθως ένα αέριο και δεν έχει συμβατική κρυσταλλική δομή, μπορεί να παρουσιάζει διάφορες κρυσταλλικές δομές υπό υψηλή πίεση και χαμηλή θερμοκρασία.