Fulleren izomerlarini hisoblash - Tarkib Nanotubalar va ularning hosilalari va uglerodning kimyoviy xossalari

Fulleren izomerlarini hisoblash usullari Fullerenlarning past
darajadagi izomer tuzilmalarini muntazam izlash va o'rganish uchun qo'llanilgan va bunday chuqur
tadqiqotlar eksperimental qiziqish ortib borayotganligi sababli yuqori fullerenlarning eng past energiyali
tuzilmalari uchun eng yaxshi nomzodlarni bashorat qilish uchun foydali bo'ldi. (Shao va boshq.
2006,
2007;
Slanina va boshq.
2000a,
b; Sun
2003;
Sun va Kertesz
2002;
Zhao va boshq.
2004a,
b).
Har xil turdagi nuqsonlari bo'lgan grafenlar har xil turdagi xususiyatlar va ilovalarga ega bo'lishi
mumkin. Shuning uchun nuqsonli grafenlar bo'yicha bilim olish muhimdir. DFT hisob-kitoblari faqat
mukammal grafen bilan suv molekulasining fizisorbsiyasini ko'rsatdi, bo'sh joy nuqsoni esa grafendagi
suv molekulalarining dissotsiativ kimyosorbsiyasiga katta yordam beradi (Cabrera-Sanfelix va Darling
2007;
Kostov va boshq.
2005).
Grafendagi nuqsonli joylar ustidan suv molekulasining ajralishi uchun
ko'plab mumkin bo'lgan reaktsiya yo'llari bo'lishi mumkin (Kostov va boshq.
2005).
Hisoblash tadqiqotlari
Stone-Wels va vakansiya kabi nuqsonlar grafendagi funktsional guruhlarning kimyosorbsiyasiga kuchli
ta'sir ko'rsatishini tasdiqlaydi (Boukhvalov va Katsnelson
2008;
Boukhvalov va boshq.
2008;
Cabrera-
Sanfelix va Darling
2007;
Kostov va boshq.
2005).
19 ta izomer ichida C2 simmetriyaga ega 17- izomer eng barqaror, keyin esa Cs simmetriyaga ega 16- izomer va bu ikki izomer 25-rasmda ko'rsatilgan .
Shuni ta'kidlash kerakki, bu ikki izomer eksperimental ravishda kuzatilgan. B3LYP/6-31G darajasida
16- izomer 17 -izomerga qaraganda taxminan 6 kkal/mol kamroq barqaror bo'lishi taxmin qilingan edi ,
garchi birinchisi ikkinchisiga qaraganda bir oz kattaroq HOMO-LUMO bo'shlig'iga ega. C86 ning barcha
19 IPR-qoniqarli izomerlari uchun turli nazariy darajalarda nisbiy barqarorlikning o'zgarishi
26-
rasmda
tasvirlangan. Nisbiy barqarorlik eng past energiyali izomerga (17) nisbatan hisoblangan . HF/3-21G
darajasi va yarim empirik AM1 Gamiltonian zichlik funktsional nazariyasi (DFT) darajalariga nisbatan
nisbiy energiyani ortiqcha baholaydi (Sun va Kertesz
2002).
Fulleren C86 ning IPRga bo'ysunadigan 19 ta mumkin bo'lgan izomerlari mavjud va bu izomerlarning
barchasi B3LYP funktsiyasi yordamida turli xil asoslar to'plamlari bilan o'rganilgan (Sun va Kertesz
2002).
Bundan tashqari, nuqsonlar qo'shni pozitsiyalarda ikkita vodorod atomining kimyosorbtsiya energiyasini
nuqsonsiz grafenga nisbatan kamaytiradi. Xabar qilinishicha, to'liq qamrab olish uchun bog'lanish
energiyasi mukammal grafenga qaraganda nuqsonli grafenning vodorod kimyosorbsiyasi uchun
kichikroqdir. Shunday qilib, to'liq vodorodlangan grafen nuqsonlar bilan ularsiz kamroq barqarordir
(Boukhvalov va Katsnelson
2008).
Eksperimental tadqiqot fulleren C86 ning ikkita izomerini aniqladi va ularni 13C NMR spektroskopiyasi
yordamida tavsifladi (Miyake va boshq.
2000).
Eksperimental NMR spektrlari asosida ikkita izomer
uchun C2 va Cs nuqta guruhlari tayinlangan, biroq bir nechta C2 va Cs izomerlari mavjud. Nazariy
hisob-kitoblar nazariy va eksperimental 13C NMR spektrlarini solishtirish orqali to'g'ri strukturani
aniqlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi . 13C NMR kimyoviy siljishlari barcha 19 uchun hisoblab chiqilgan
Fullerenlar 36
TC Dinadayalane va J. Leszczynski
Machine Translated by Google