Азот – хорошо знакомое человеку вещество. Особенно в газообразном виде. Его молекула N₂ занимает 79% воздуха, которым мы дышим. Некоторые встречались и с жидким азотом: кто-то использовал его для охлаждения техники, а кому-то с его помощью прижигали бородавки. Но азот вполне может быть и твёрдым. Это его состояние довольно редкое, о нём и поговорим.
При температуре -210 °C молекулы азота, наверное, понимают, что дальше порознь им не вытянуть и решают образовать кристалл. Молекулярный кристалл. Это значит, что его кристаллическая решётка строится с учётом того, что азот представлен в ней парами N₂, а не отдельными атомами.
Твёрдый азот представляет собой рыхлую белую массу, похожую на снег. Однако это не всё, что объединяет твёрдый азот со льдом (который и есть наш обычный снег). Как и у льда, у твёрдого азота насчитывается несколько модификаций.
В зависимости от условий, например давления, молекулы азота можно по-разному уложить в кристаллическую решётку. На сегодня известно не менее 10 таких способов, соответственно не менее 10 модификаций твёрдого азота.
При очень большом давлении, которое может быть достигнуто, например, в алмазной наковальне, азот может сохранять свою кристаллическую форму даже при очень высоких, до 1000 °C, температурах. Кристалл при этом становится довольно сложным, и для построения его элементарной ячейки требуется 48 молекул.
На Земле твёрдый азот в естественных условиях найден не был. Зато признаки его присутствия были обнаружены на задворках Солнечной системы – Плутоне. Как долетим до Плутона, будем в азотные снежки играть.