黑与黑氮：元素周期表的“悖论”

多年来，氮气不时被化学家视为“失败者”。元素不想练习显现属性，预测了他的元素周期表规律。科学家们简直都用厌恶的“例外” 一词来形容，但由于长期不时的研讨，他们设法使氮得以完成其预定的途径。

带有巨大的俄罗斯化学家德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫的化学元素表不只被称为周期表。其中，各种物质按原子核中质子数的升序排列。质子数等于电子数。化学性质取决于电子在外部电子壳上的排列方式-某些物质的原子与其他物质的原子构成键的才干。

电子外壳越来越复杂，这让人想起了人类的技艺。首先，孩子学会了移动双腿，很快开端匍匐，然后走路，然后才开端跑步。在他第一次接触地板的细高跟鞋之前，世界上没有一个人取得过马拉松距离奖牌。电子的结构从简单到复杂。通常，后续元素的电子外壳是前一个元素的外壳加上一个新的电子。独一的问题是他将去哪里。

正如一个人在终身中无法取得无数种技艺一样，元素在一个壳体中也不能具有无数种电子。在以下“寿命”或周期表的各个周期中，一切都重新开端：“匍匐，行走，奔驰”。在最外层外壳上具有相同电子排列的元素严厉位于彼此首创的表中。这些列称为组，而行称为句点。该组中的元素表示出相似的化学性质。但正如他们所说，在“家庭”中，并非没有氮。

氮是该族中最轻的元素，即便在高压下，它也不会构成与极端条件下由队友所构成的物质（磷，砷和锑）相似的物质。在由碳和氧引导的相邻基团中，能够看到一组元素的原子在升高的压力和温度下排列成相似的晶格。直到最近，氮在化学元素中还被以为像是败类。

来自巴伐利亚实验地球化学与地球物理研讨所（BGI）和拜罗伊特大学晶体学实验室的研讨人员将“黑鸦”“重涂”为黑氮。科学家运用金刚石砧，发现了某种物质必须抵达什么温度和压力才干使氮原子构成黑磷的结构特征，并且还发现了锑和砷。在该多层结构中，原子以Z字形图案排列。氮基元素的这种结构修饰的性质相似于石墨烯，而石墨烯是在科学和技术中许多应用中很有希望的资料。

工作中 已发表在《 Physical Review Letters》中，研讨人员最终称该实验中发现的结构修饰-黑氮。从应用的角度来看，黑氮比磷“黑得多”-这对科学家来说更有趣。紧缩氮的性质在不同的几何方向上是不同的，科学家十分喜欢这种各向异性的事物。

不幸的是，在正常条件下，黑氮不能长期生存。为了生存，它需求压力，简直是大气压力的150万倍，并且温度要高于4000摄氏度。用两颗钻石从相反的侧面猛击一会，可能会将氮气“拖到黑暗的一面”。此刻足以为化学界证明该元素的合理性。短的X射线闪光照亮了紧缩的样品，并确认了却构的构成。

到目前为止，人们还不能从元素周期表中挤出一切潜力，而无法迫使元素显现一切理论上预测的特性。但是，这并不意味着该表具有很多异常和悖论。往常至少要少一台。