8. Строение фуллеренов
Молекулы фуллеренов могут содержать от 20 до 540 углеродных атомов, расположенных на сферической поверхности.
Наиболее устойчивое и лучше изученное из этих соединений - C60-фуллерен (60 атомов углерода) состоит из 20 шестичленных и 12 пятичленных циклов. Фуллерены с n< 60 оказались неустойчивыми, хотя из чисто топологических соображений наименьшим возможным фуллереном является правильный додекаэдр С20. Все атомы углерода в молекуле C60-фуллерена находятся в sp2-гибридном состоянии и связаны с тремя другими атомами углерода. Негибридизованные p-орбитали углеродных атомов располагаются перпендикулярно сферической поверхности, образуя р-электронное облако снаружи и внутри сферы.
Углеродный скелет молекулы C60-фуллерена представляет собой усечённый икосаэдр.
Углеродные шестичленные циклы внешне напоминают бензол. Однако сходство оказалось чисто внешним. На это указывают результаты рентгеноструктурного анализа. В каждом шестиугольном цикле имеются три фиксированные кратные связи (длина 0,138 нм ) и три простые связи (длина 0,143нм ). В бензольном кольце длина всех связей одинакова и имеет промежуточное значение 0,140 нм. Кратные связи располагаются на линии соприкосновения двух шестиугольников, простые - пяти- и шестиугольника. Все вершины каркаса и, стало быть, атомы углерода эквивалентны, поскольку каждая вершина находится в точке, где сходятся один пяти- и два шестиугольника. Диаметр молекулы фуллерена C60 примерно 1 нм.
- Введение
- 1. Графен
- 2. Структурные особенности графена
- 3. Структурные дефекты графена
- 4. Свойства графена
- 5. Получение графена
- 6. Применение графена
- 7. Фуллерены
- 8. Строение фуллеренов
- 9. Свойства фуллеренов
- 10. Получение фуллеренов
- Углеродные нанотрубки
- 12. Углеродные нанотрубки
- 13. Структура нанотрубок
- 14. Свойства нанотрубок
- 15. Получение нанотрубок
- 16. Применение нанотрубок
- Заключение
- Глава 1 структурные модификации бора: особенности строения и свойств
- 43. Поясните, что означает аллотропия веществ? Чем характеризуется такая форма структур, как углеродные нанотрубки? Какими необычными физическими свойствами обладают нанотрубки?
- 40. Поясните, что означает аллотропия веществ? Какие виды аллотропных форм углерода Вам известны? Чем характеризуется такая форма, как гексагональный алмаз (или лонсдейлит)?
- 1.Кратко опишите, чем отличаются друг от друга фуллерены, графены и нанотрубки.
- 8.1. Теоретические предпосылки, позволяющие понять, что такое аллотропные формы веществ
- Аллотропные модификации углерода
- Новые аллотропные модификации углерода: фуллерены и углеродные нанотрубки
- 15 Основные понятия о наносистемах: угн, фуллерены, графены, наноситемы с уникальными свойствами.
- § 5.5. Фуллерены и углеродные нанотрубки