通过定制离子化合物中的电负性共匹配创制环状N$_5$$^{+}$阳离子并组装N$_5$$^{+}$N$_5$$^{-}$盐

晶体五唑盐的最新发现标志着多氮科学的重大进展，并提升了制造长期备受推崇的高能推进剂N$_5$$^{+}$N$_5$$^{-}$盐的前景。然而，尽管在五唑盐中合成了环状N$_5$$^{-}$阴离子，但由于五唑离子的强氧化能力，其抗衡阳离子环状N$_5$$^{+}$仍然难以获得；此外，已知纯N$_5$$^{+}$N$_5$$^{-}$盐是不稳定的。在此，我们设计了一种新策略，用于在定制的离子化合物中创制稀有的环状N$_5$$^{+}$阳离子并组装长期寻求的N$_5$$^{+}$N$_5$$^{-}$盐，其中负/正主体离子充当氧化/还原剂以形成环状N$_5$$^{+}$/N$_5$$^{-}$物种。该策略通过先进的计算晶体结构搜索得以实施，该搜索识别出在高压下稳定且基于从头算分子动力学模拟在环境压力-温度条件下仍能保持存活的XN$_5$N$_5$F（X = Li, Na, K）化合物。这一发现为在离子化合物中创制和稳定N$_5$$^{+}$N$_5$$^{-}$盐组装体开辟了一条途径，其中环状N$_5$物种通过与高/低电负性的宿主离子共匹配而被氧化/还原。当前结果展示了新颖的多氮化学，这些发现为设计和合成具有不寻常电荷态、键合结构和优异功能性的多样化化学物种提供了新的见解和前景。