الملخص:

تمكّن باحثون كيميائيون من جامعتي فرانكفورت وفورتسبورغ في ألمانيا، من ربط جزيئين من غاز النيتروجين الموجود في الغلاف الجوي مع بعضهما مباشرةً لأول مرة.

يشكّل النيتروجين %78 تقريباً من الهواء الذي نتنفسه، وهو أكثر عنصر يوجد بصورته النقية على الأرض و ذلك بسبب إستقرار و خمول النيتروجين الثنائي N₂.

ما هو النيتروجين الثنائي ؟

هو جزيء يحتوي على ذرتي نيتروجين وهو الشكل الذي يتواجد به معظم النتروجين في

الطبيعة. تحت الظروف القاسية فقط مثل الموجودة في الغلاف الأيوني، يمكن إعادة تركيب النيتروجين

الثنائي ليكوّن سلاسل نيتروجينية أطول ، مكوناً 4 أيونات نيتروجين والتي لا تدوم لفترة طويلة.بالرغم من خمول النيتروجين الثنائي إلا أنّه يستخدم في الطبيعة كمادة أولية لجميع أنواع الكائنات الحية. فَفي الأنظمة الحيوية، تتفكك الرابطة القوية بين ذرتي النيتروجين لإنتاج الأمونيا، وهي مصدر النيتروجين لجميع السلاسل الغذائية .

تفاعل كيميائي غير مسبوق:

على طريقة الطبيعة، يستخدم النّاس عملية هابر-بوش لإنتاج الأمونيا التي تتم معالجتها و تُصنع منها الأسمدة، كما أنها توفر النيتروجين اللازم لإنتاج الطلاء، الوقود و الأدوية و غيرها.

إنتاج مركبات تحتوي على سلاسل من ذرتين أو أكثر من النيتروجين له أھمية كبيرة في الصناعات الدوائية.

على سبيل المثال؛ صناعة أدوية توسيع الأوعية الدموية تتطلب إعادة تركيب الجزيئات أحادية النيتروجين مثل الأمونيا تفاعل غير تلقائي؛لأنه لا يوجد تفاعل تلقائي لربط الجزيئات ثنائية النيتروجين مع بعضها البعض مباشرةً.

كيف تم هذا التفاعل؟

في هذا التفاعل اُستخدمت جزيئات تحتوي على البورون تحفز الإرتباط المباشر لجزيئين من النيتروجين الثنائي لتصبح سلسلة مكونة من 4 ذرات نيتروجين، هذه الطريقة سهلت إرتباط جزيئين من غاز النيتروجين دون الحاجة إلى تحويلها للأمونيا عبر عملية هابر-بوش وبالتالي سيصبح بإمكاننا تكوين سلاسل نيتروجينية أطول.

ما هي ظروف التفاعل؟

يتم هذا التفاعل تحت ظروف معتدلة وهي:

درجة حرارة 30 درجة مئوية تحت الصفر.

ضغط من غاز النيتروجين يساوي تقريباً 4 وحدة ضغط جوي.

لا حاجة لمحفز من المعادن الإنتقالية ، وهذا شيء غير مسبوق ؛لأن معظم التفاعلات الحيوية والصناعية للنيتروجين تتطلب ذلك.

بِهذا التفاعل أصبح من الممكن إنتاج سلاسل من نظير النيتروجين N₁₅ لأول مرة.

كیف يمكن إرتباط 4 ذرات نيتروجين كيميائياً ؟

يقول بروفيسور الكيمياء في جامعة فرانكفورت: “بإستخدام أجهزة المحاكاة تمكنّا من فھم ظروف الارتباط المعقّدة والغير متوقعة في ھذه الجزيئات المبهرة.وهذا يتيح لنا توقّع إستقرار هذه السلاسل النيتروجينية وتطوير هذا الاكتشاف”.

كما يهدفُ الباحثون إلى إدخال هذه السلاسل النيتروجينية في مركبات عضوية ذات علاقة بالطب والصيدلة، وإنتاج سلاسل من النظير N₁₅.

ترجمة: أشواق السالمي
Twitter: @donshoqa

تدقیق: صالح احمد
Twitter: @alsahlisaleh

المصدر: Inert nitrogen forced to react with itself