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  美國空軍從1986年開始的高能量密度物質研究專案,從1998年開始嘗試系統地研究氮原子簇化合物。當位於愛德華茲空軍基地的美國空軍研究實驗室開始對替代有毒的<unk>類火箭燃料感興趣時,同時為幾個這類計劃撥款。美國空軍研究實驗室的高階研究員Karl O. Christe嘗試通過和製備直線型的N離子,這個方案的理論依據是推測的五氮陽離子的結構: 1999年時這個反應成功實現了,並製得了足量的,因此才可以使用核磁共振、紅外光譜、拉曼光譜研究其特性。 這種鹽極易爆炸,但是當被更強的路易斯酸替換時,可以製得更加穩定的鹽,對震動不敏感,在60-70°C以下能穩定存在。這使得這類化合物可以較大量地製備、更容易處理,也使得X射線晶體結構分析成為可能。

  在-78°C的低溫下,用與在乾燥的中反應,這也是已知的惟一製法:

  能氧化水、NO、和,但不能氧化和。它的電子親和能為10.44 eV (1018.4 kJ/mol)。因此,必須在乾燥的環境中製備和處理:  由於氟銻酸鹽較穩定,它被用於製備所有其他已知的鹽,通常在非水溶劑比如HF、、或中進行複分解反應來實現,因為這時氟銻酸鹽是難溶的:  含有的最穩定的鹽加熱到50 - 60°C時會分解:、和。而最不穩定的鹽也已經制得並進行研究:和對震動極敏感,在室溫下就可能爆炸,即使稀釋到0.5 mmol也會爆炸。有許多種的鹽不能形成,比如氟化物、疊氮化物、硝酸鹽和高氯酸鹽。

  在價鍵理論中,五氮陽離子可以用六個共振結構表示:  根據量子化學從頭計算和X射線實驗的結果,這種離子中所有原子共面,空間構型為V形,中心氮原子的鍵角為111°(N2-N3-N4的夾角),而第二和第四個氮原子的鍵角為168°(N1-N2-N3和N3-N4-N5的夾角)。N1-N2和N4-N5的鍵長都是1.10A,而N2-N3和N3-N4的鍵長都是1.30A。
五氮陽離子是一種5個氮原子組成的氮原子簇離子,化學式為。