Eigenschaften von Fulleren

Topologie

Die kombinatorische Topologie (d. H. Kohlenstoffatome und Bindungen zwischen ihnen, vernachlässigt ihre Positionen und Entfernungen) von geschlossener Schale Fullerenes Mit einfachen kugelförmigen mittleren Oberflächen (orientierbar, Gattung Null) kann als konvex ein Polyeder exprimiert werden; Genauer gesagt sein eindimensionales Skelett, bestehend aus seinen Scheitelpunkten und Kanten. Ein Schlegel -Diagramm ist die Projektion des Skeletts auf ein Gesicht des Polyeders durch einen Punkt außerhalb des Gesichts; so dass alle anderen Scheitelpunkte ins Gesicht projiziert werden. Die Schlegel-Diagramme von geschlossenen Fullerenen sind planar und 3-regelmäßig (oder "kubisch"; dh alle Scheitelpunkte haben Grad 3). Geklagte Fulleren mit kugelförmigen Schalen muss mindestens einige Pentagonal haben müssen oder Heptagonale Zyklen. Genau, wenn alle Gesichter 5 oder 6 Seiten haben, gemäß Eulers Polyeder -Formel v - e+f = 2 (wobei V, e, f die Anzahl der Eckpunkte, Kanten und Gesichter sind), muss sogar sein und muss genau 12 Pentagone und v/2-10 Sechseager haben. Eine ähnliche Einschränkung gibt Lange Nanoröhrchen, die an beiden Enden verbunden sind, um geschlossene ringartige Blätter zu bilden, können auch ausschließlich aus Sechsketten bestehen.

Binden

Da jedes Kohlenstoffatom nur an drei benachbarte Kohlenstoffatome anstelle der üblichen vier gebunden ist, ist es üblich, diese Bindungen als Mischung aus Einzel- und Doppelkovalenten zu beschreiben. durch Raman-Spektroskopie, Infrarotspektroskopie und Röntgenphotoelektronenspektroskopie analysiert werden.

Paket

Zusätzliche Atome, Ionen, Cluster oder kleine Moleküle können im Fulleren eingeschlossen werden und Clathrate bilden, die als interkalierte Fulleren als ungewöhnliches Beispiel bezeichnet werden.84, das gegen die isolierte Pentagon-Regel verstößt, fand Hinweise auf End-Permian-Meteor-Auswirkungen durch Analyse von in Fulerenen eingeschlossenen edlen Gasen.

Forschung

In den frühen 2000er Jahren waren die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Fullerenes ein heißes Thema in der Forschung und Entwicklung. Popular Science erörtert die mögliche Verwendung von Fullerenes (Graphen) in Rüstung.Wärmefestigkeit und Superkongressität sind einige der untersuchten Eigenschaften im Bereich der Nanotechnologie.Viele Berechnungen wurden unter Verwendung von Ab-Initio-Quantenmethoden durchgeführt, die auf Fullerenes angewendet wurden. IR, Raman und UV-Spektren können durch DFT- und TD-DFT-Methoden erhalten werden. Die Ergebnisse dieser Berechnung können mit experimentellen Ergebnissen verglichen werden.Fullerenes sind bei vielen organischen Reaktionen ungewöhnliche Reaktanten, wie beispielsweise die 1993 entdeckte Bingerreaktion.

Aromatizität

Forscher konnten die Reaktivität von Fulerenen erhöhen, indem sie reaktive Gruppen an ihren Oberflächen befestigen.Sphärische Fulleren von N-Kohlenstoffatomen haben N-Pi-Bonding-Elektronen und können frei delokalisiert werden. Diese sollten versuchen, das gesamte Molekül zu delokalisieren Atom, mit einer stabil gefüllten Schale n = 2, 8, 18, 32, 50, 72, 98, 128 usw. (d. H. Zweimal perfekte Quadrate), aber diese Serie enthält nicht 60. Die 2 (N + 1) 2 Die kugelförmige Aromatizitätsregel (N-Integer) ist ein dreidimensionales Analogon der Hüchkel-Regel.10+ Kationen erfüllen diese Regel und sollten aromatisch sein. Strömungen in den Kationen Ergebnis C.60 in Wasser neigt dazu, zwei weitere Elektronen zu absorbieren und ein Anion zu werden 60 Versuche, lose Metallbindungen zu formen.