Новости химической науки > Тантал разрушает тройную связь азот-азот

Французские химики обнаружили новый способ разрыва одной из самых прочных химических связей – тройной связи молекулы N₂.

Атом тантала может разрывать молекулу диазота без помощи соседних атомов и сложного лигандного окружения. (Рисунок: © Science)

Для разрыва связи в молекуле N₂ обычно требуется наличие сразу нескольких центров металла – этому требованию соответствует как поверхность железа, использующаяся для промышленной конверсии азота, так и кластеры, содержащие в составе вплоть до 20 атомов металла в составе ферментов для природной фиксации азота.

Жан-Мари Бассе (Jean-Marie Basset) и Эльже Алессандра Квадрелли (Elsje Alessandra Quadrelli) из Университета Лиона обнаружили, что для активации N₂ достаточно единичного атома тантала, изолированного на поверхности оксида кремния.

Расщепление молекулы N₂ металлокомплексным катализатором – не просто «демонстрация возможностей» металлоорганических производных переходных металлов. Процесс связывания азота весьма важен как для химической промышленности, ежегодно при помощи процесса Габера-Боша в мире производится около 10⁸ тонн аммиака, использующегося для производства удобрений, азотной кислоты и других соединений азота.

Система, разработанная химиками из Лиона, не является первой системой активации N₂ с помощью моноядерного металлокомплекса. В 2003 Ричард Шрок (Richard Schrock) разработал молибденовый комплекс, также способный к активации N₂. Однако для активации N₂ танталом требуется всего лишь нагревание и азот-водородная смесь в соотношении 1:1, в то время как молибденовая система Шрока требует более сложных экспериментальных условий.

Другое отличие способа активации N₂ танталом заключается в том, что в ходе этого процесса не выделяется аммиак, и после разрушения тройной связи оба атома азота остаются связанными с металлоцентром. Этот «недостаток» своей работы группа из Лиона планирует исправить в ближайшее будущее.

Источник: Science, 2007, 317, 5841, 1056

метки статьи: #кинетика и катализ, #неорганическая химия, #химия полимеров, #элементоорганическая химия