Hallan nitrógeno negro que resuelve un misterio de la química

Un nuevo estudio de la Universidad de Bayreuth, en Alemania, revela que al final el nitrógeno no es tan raro: solo hay que adaptarse a él y entonces todo fluye.

La tabla periódica está organizada en función de los protones con los que cuenta cada elemento en su núcleo atómico. Cada columna o familia recoge elementos con propiedades similares y ordenados de arriba abajo en función de la cantidad de esos protones.

Los que menos protones y menor masa tienen son más ligeros, y se sitúan en la parte superior. Hablamos de elementos como el oxígeno, el boro, el carbono... Y el nitrógeno.

Lo que diferencia al último del resto es que, al aplicar presión, nada parece ocurrir en él, mientras que en el resto de casos surgen estructuras alternativas similares a las de los elementos más pesados de la parte baja de la tabla. Se trata de los alótropos, o diferentes formas de un mismo elemento que pueden existir en el mismo estado, como por ejemplo, el grafito, grafeno y diamante para el carbono.

Pues bien, los científicos de la universidad alemana han desarrollado un método para medir el nitrógeno bajo alta presión.

En primer lugar, se comprime una muestra de nitrógeno gaseoso en un yunque de diamante a una presión unos 1,4 millones de veces más alta que la del nivel del mar. También se eleva la temperatura del gas hasta unos 3.726 grados centígrados mediante un láser, todo por etapas. Finalmente, el material se analiza con la ayuda de un sincrotrón de difracción rayos X en muestra monocristalina.

El proceso dio un producto que no se asemejaba estructuralmente a los otros elementos de la familia del nitrógeno, como el fósforo, el arsénico, el antimonio, el bismuto y el moscovio, sino a sus alótropos. De hecho el experimento dio lugar a fósforo negro, arsénico negro y antimonio negro.

"Nuevos experimentos y cálculos han confirmado este descubrimiento. Esto significa que no hay duda de que el nitrógeno, en realidad, no es un elemento excepcional, sino que sigue la misma regla de oro de la tabla periódica que siguen el carbono y el oxígeno", comenta el físico y químico Dominique Laniel del centro alemán y al frente del estudio.

Los científicos han nombrado el producto resultante nitrógeno negro. Este está formado por capas bidimensionales en las que los átomos están dispuestos en un patrón de zigzag.

Parece que el material puede tener aplicaciones interesantes, ya que, al igual que el grafeno, el nitrógeno negro parece ser un buen conductor de energía y podría ser útil para semiconductores, transistores y otros aparatos. No obstante, por ahora es muy inestable, por lo que se necesitará tiempo hasta que pueda utilizarse.