Tantalum phá vỡ sự liên kết của nitrogen

Tantalum phá vỡ liên kết ba của nitrogen
Nguồn : diendankienthuc.net 

Các nhà hóa học Pháp đã tìm ra một cách mới để làm đứt liên kết ba
của N2 – một trong những liên kết mạnh nhất - bằng một nguyên tử
đơn.


Các nguyên tử Tantalum có thể chia nhỏ N2 mà không cần trợ giúp
Việc phá rời N2 thường đòi hỏi gấp bội sự tập trung kim loại – dù là
qua bề mặt các nguyên tử sắt thường được dùng trong công nghiệp,
hay cụm liên kết tới 20 kim loại trong các enzyme mà thiên nhiên triển
khai. Tuy vậy Jean-Marie Basset, Elsje Alessandra Quadrelli và các
đồng sự tại trường đại học Lyon ở Pháp đã nhận ra rằng các nguyên tử
Tantalum đơn lẻ được tách ra trên bề mặt silica cũng có thể thực hiện
được quá trình này. Hơn nữa, chúng còn dùng một cơ chế hoàn toàn
mới chưa từng được biết đến.

Việc tách N2 không chỉ là một màn trình diễn thử nghiệm sức mạnh,
nó còn là một quá trình thiết yếu trong công nghiệp và sinh học. Sự
sống sử d
ụng ammonia (NH3) làm nguồn cung cấp nitrogen từ quá
trình tách dinitrogen (N2). Một số vi khuẩn có enzyme để làm điều
này, và ammonia được sản xuất mỗi năm lên đến số lượng 100 triệu
tấn qua phương pháp Haber-Bosh để dùng trong phân bón một cách
rộng rãi.

Hệ tantalum hydride không hẳn là cách chia cắt N2 đầu tiên dùng một
nguyên tử kim loại đơn. Năm 2003, Richard Schrock đã phát triển một
phức chất molybdenum có thể làm việc đó. Tuy vậy, trong khi
tantalum hydride chỉ đòi hỏi đốt nóng v

ới áp suất 1:1 atm của nitrogen
và hydrogen, hệ thống Schrock đòi hỏi “sự ứng dụng luân phiên chính
xác của các nguồn proton và electron – vì thế cơ chế hoàn toàn khác
biệt”, Quadrelli nói.

Một khác biệt then chốt khác là phương pháp tantalum hydride không
thực sự thải ra ammonia – hai nguyên tử nitrogen vẫn tồn tại tách biệt
trong liên kết với kim loại. Đây là điều mà nhóm Lyon dự trù sẽ tìm
hiểu tiếp. “Chúng tôi dự định nghiên cứu theo hai hướng”. Quadrelli
phát biểu với Chemistry World. “Chúng tôi sẽ đi sâu vào vấ
n đề để tìm
hiểu thật chính xác quá trình này. Chúng tôi cũng sẽ đi sâu hơn theo
hướng ứng dụng và sẽ nghiên cứu cơ chế này để làm một chất xúc tác
cho quá trình hợp nhất nitrogen trong các chất nền hữu cơ – biến đổi
alkane thành amine. Và tất nhiên chúng tôi sẽ hướng đến việc sản
xuất ammonia. Các bạn không thể biết trước quá trình này sẽ đem đến
cho chúng ta điều gì”.