Молекуласы футбол добының формасына, ал С
жүктеу/скачать 330,37 Kb.
|
4 лекция
|
1.5. Фуллерендер құрылыcы және номенклатурасы Көміртектің сфералық жоғарысимметриялық құрылымдары бар болуы мүмкіндігі туралы болжамдарды 1970 ж. жапон ғалымы Осава мен Иошида айтып кеткен болатын. Тәжірибе жүзінде фуллерендерді алғаш рет Д.Р. Хуффман мен оның қызметкерлері графитті электрдоғалық айдау кезінде алған болатын. 1983 ж. бұл топ «екіөркешті спектрді» баспаға шығарған, алайда ол түсіндірілмеген болатын. Фуллерендердің авторлары болып ағылшын ғалымдары (1985 ж.) Х. Крото мен Р.Е. Смолли бастаған американдық ғалымдар тобы есептеледі. Олар графитті лазерлі буландыру нәтижесінде домалақтанған бөлшектер С60 және С70 түзілетінін тапқан және оларды архитектор Ричард Бакминстер Фуллердің құрметіне бакминстерфуллерендер (қысқаша бакибол) деп атауды ұсынған. Құрылымдық талдау нәтижесінде С60 молекуласы футбол добының формасына, ал С70 молекуласы регбий добының формасына ұқсас екендігі анықталған (1.26-сурет). ИЮПАК ұсынысы бойынша фуллерендер дегеніміз үш рет координирленген көміртек атомдарынан ғана тұратын тұйық сфера тәрізді көпбұрыштар, олар 12 пентагональді және n/2-10гексагональді (n>20) бұрыштардан тұрады. Олар [60] фуллерен, [70] фуллерен және т.б. деп аталады. Кез-келген үш рет координацияланған көміртектен құралған тұйық сфералық көпбұрыштар квазифуллерендер деп аталынды. Оқшауланған бесбұрыштар ережесі бойынша молекула құрамындағы бесбұрыштар өзара байланыспаған молекулалардың тұрақтылығы жоғары болады. Құрамы 60-тан аз көміртегі атомдарынан тұратын фуллерендер тұрақсыз, ал С60 ең тұрақты фуллерен болып есептелінеді. С60 молекуласындағы әрбір көміртегі екі алтыбұрыш және бір бесбұрыштың түзілуіне қатысады. 1.26-сурет. Фуллерендерді бөлшектердің сызбалық көрінісі Көміртектің дөңгелектенген формалары құрамында 60-тан аз және 70-тен көп атомдар болуы мүмкін. Соның ішінде, бүгінде құрамында Сn n=28, 42, 52, 58, 70, 76, 82, 84, 90, 92, 98, 100, 180, 190, 240, 540 және тіпті 960 көміртек атомдары бар фуллерендер анықталынған. Қазіргі таңда, үлкен көлемде С60 фуллерендерден басқа 70, 76, 78, 82, 84, 90, 94, 96 атомдары бар фуллерендер де синтезделген. Анықтама бойынша С60 фуллерен молекуласы 12 пентагон және 20 гексагоннан құралған, икосаэдрге ұқсас көпбұрыштардың төбелерінде орналасқан көміртегі атомдарынан тұрады (1.27-сурет). Фуллерендер түзетін элементарлы құрылымдардың ұяшықтары - куб, ромб және гексагональ тәрізді болады. Молекуланың 90 қабырғасы бар. Геометриялық құрылымы бойынша төбелері кесілген икосаэдрге сәйкес келеді (1.27-сурет) және ИЮПАК бойынша (С60-Ih)[5,6] деп белгіленеді. Дөңгелек жақша ішінде химиялық құрамы мен симметрия тобы, ал квадратты жақшада сақиналардағы атомдар саны көрсетіледі. С60-тың ішкі түтігінің диаметрі 0,3512 нм, қысқа С-С байланысының ұзындығы (бесбұрыш пен алтыбұрышқа ортақ) 0,1391 нм, ал ұзын С-С байланысының ұзындығы (алтыбұрыштарға ортақ) 0,1455 нм құрайды. С60 молекуласында бесбұрыштар өзара байланыспайды. С70 – фуллерен 25 алтыбұрыштан және 12 бесбұрыштан тұрады, оны (С70-D5h)[5,6] деп белгілейді. С70 – фуллерендер пішіні эллипс («регби добы») тәрізді болады. Кристалдық күйдегі фуллерендерді фуллериттер деп атайды. Әдетте С60 және С70 – фуллерендер деп белгіленетін материалдар фуллерендердің бірнеше түрінің қоспасынан тұрады, олардың құрамында фуллерендердің бір түрі көбірек болады. 1.27- сурет. Икосаэдр (а), төбелерін кесу сызықтары көрсетілген икосаэдр (б), фуллерен (в) жүктеу/скачать 330,37 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|