二氮三键强度的秘密被解开

化学家们一直认为氮-氮三键的强大强度是其惰性的主要原因。然而，新的研究表明，氮原子之间的π键并没有像之前认为的那样对氮的稳定性有很大的贡献。

这些发现不是来自新的实验，而是来自对现有数据的仔细分析。韦斯顿波登美国北德克萨斯大学(University of North Texas)的一名研究人员，仔细研究了几张热化学表，并比较了氢与乙炔和二氮这两种等电子分子的加成。虽然它们在纸上看起来很相似，但这两种反应在热力学上是发散的。乙炔加氢具有高放热性，而二氮加氢需要大量能量，是吸热的。这一过程要求很高，用于生产化肥的氨消耗了全球约2%的能源。

波登发现，对这种现象的解释集中在单个sigma键上，而不是多个键上。当三键被氢化时，一个π键断裂，但两个新的sigma键形成。新的C-H键恰好比N-H键强得多，这些差异贡献了两个反应之间超过50%的热力学差异。因此，氮-氮π键的强度可能不是氮稳定性的主要解释。

这些发现可能会改变我们处理氮分解的方式，氮分解是世界上最重要的化学过程之一。也希望它们能帮助化学家开发出更好的催化剂更有效的固氮．