3.21-сурет. «Сақиналардан жинақтау» моделіне сәйкес С, фуллеренінің түзілу сызбанұсқасы
Фуллерендерді синтездеу кезінде буферлі газға сутек қосқанда (синтезді тоқтату үшін) ароматты көмірсутектер С.Н, п-15-20 алынады. Бұл кезде алынған көмірсутектердің құрылымы көмірсутек кластерлерінің құрылымына ұқсас болды, олар алдыңғы модельдерде фуллерендерге ізашар болып табылады. Бұл жайт бірақ плазма суыған соң көмірсутектер түзілетін ыстық көміртекті кластерлердің дәл сондай өлшемдері мен құрылымы бар екендігін дәлелдей алмайды. Құрылымы әртүрлі көміртек кластерлерінің энергиясын теориялық есептеу, электрондық қозғалғыштығы мен фотоэмиссия спектрін эксперименттік зерттеулер 15-20 атомнан тұратын мұндай кластерлердің құрылымын дәл есептеу бициклді С,,кластері нөл температурада да тұрақсыз екендігін көрсетті. 11-13 атомнан ,тұратын кез келген полициклді кластерлер тұрақсыз болып келеді (3.22-сурет).
Алғашқы тұрақты полициклді С,, кластерінің құрылымы «сақинадан жинақтау» моделіне қажеттегідей жазық емес үш өлшемді п-10-20 көміртекті С. кластері бесбұрыш пен алтыбұрыштардан тұратын полициклді жазық жапырақша екендігін, графиттің абляциясында алынған кластерлерді басқа зерттеулер де дәлелдей алмады. Сутек қатысында графитті лазерлік абляциялау кезінде пайда болатын көмірсутектердің масс-спектрін талдау сутек қосылатын бастапқы С, көміртек кластерлері (п-10-20) тізбек пен сакина екендігін көрсетті, бірақ бициклді кластерлердің бар екендігін де жоққа шығармайды. Осыған ұқсас экспериментте көміртек плазмасында 44 атомға дейін тізбектер анықталды. Көміртек кластерлерінің
3.22-сурет. С, микрокластерлерінің оның кұрылысына кірістіріп қойылуы нәтижесінде осы кластердің С. фуллереніне дейін өсу сызбанұсқасы С, микррокластерлерінің бір-бірімен қосылуы нәтижесінде түзілген байланыстар үзік сызықпен, С, микрокластерлеріін қосатын атомдар арасындағы байланыс
фотоэмиссия спектрін зерттегенде п-29 дейін сақиналар анықталды. Есептеулер бойынша көміртек кластерлерінің изомерлерінің арасында п»>20 болғанда фуллерендер, п-<п-<<п--30 болса - үш циклді және полициклді кластерлер мен фуллерендер екендігін көрсетті. Молекулалық динамика әдісімен модельдеу ыстық көміртекті кластерлер п-30-дан бастап, 3000 К температурада тұйық беті бар үшөлшемді кұрылым алатындығын көрсетті. Аталған жайттар тостаған формасындағы, құрамына тек бес бұрыштар мен алты бұрыштар кіретін кластерлер фуллерендердің синтезінің ізашары болатындығының ықтималдығын азайтады.
«Сақиналардан жинақтау» моделіне ұқсас фуллерендерді жинау модельдері полициклді көмірсутектер арасындағы химиялық рсеакциялар нәтижесінде фуллерендердің түзілуін дұрыс сипаттай алады. Мұндай модельдер, мысалы, жалындағы және нафталин пиролизі кезіндегі С, фуллеренінің синтезін сипаттайды.
Достарыңызбен бөлісу: |