Gigant Fullerenlar - Tarkib Nanotubalar va ularning hosilalari va uglerodning kimyoviy xossalari

Egri politsiklik tizimlarda mahalliy kuchlanish:
POAV va piramidallanish burchagi
8.70
8.75
Fulleren o'lchami
8.80
Uglerodning asosiy strukturaviy, elektron va kimyoviy xossalari...
41
29-rasm C180, C240, C320 va C540 fullerenlari uchun bog'lanish energiyasi (eV da) . Hisob-kitoblar
DZVP baza to'plamlari bilan birgalikda VWN funksiyasi bilan amalga oshirildi (Calaminici va boshq.
(2009) ma'lumotnomasi ruxsati bilan qayta nashr etilgan.
Mualliflik huquqi 2009 Amerika Kimyo Jamiyati)
C240
C540
C320
C180
¢
Bog'lanish energiyasi (eV)
Fullerenlar sferik shakli tufayli katta kuchlanish energiyasiga ega.
Fullerenlarning uglerod
atomlarining egrilik natijasida piramidallanishi -konjugatsiyani zaiflashtiradi. Fullerenlarning
uglerod tarmoqlaridagi egri -konjugasiyasi nafaqat -belgiga, balki sezilarli s-xarakterga ham ega.
Haddon tomonidan ishlab chiqilgan -orbital o'qi vektori (POAV) tahlili tekis bo'lmagan
konjugatsiyalangan organik molekulalar, fullerenlar va SWCNTlarning mahalliy egriligini o'lchashda
foydalidir (Xaddon
1993;
Haddon
va Skott
1986).
Umuman olganda, sp2-gibridlangan uglerod
atomi tekislikda bo'lishni afzal ko'radi, lekin u fullerenlarda piramidalangan. Fullerenlar va
SWCNTlardagi uglerod ramkasining mahalliy kuchlanishi uglerod atomlarida P piramidallanish
burchagida aks etadi (Niyogi va boshq.
2002).
Piramidallanish burchagi ( P) -orbital o'qi
vektori
(POAV) va normal to'g'ri burchak 90i o'rtasidagi farqga teng : shunday qilib, P D (¢
90i), bu erda
™¢ konjugatsiyalangan atomning -orbitali orasidagi burchakdir. va atrofdagi atomlarning ¢-orbitali.
31 -rasmda ko'rsatilganidek , planar sp2- gibridlangan uglerod va tetraedral sp3-gibridlangan
uglerod uchun piramidallanish burchagi mos ravishda
0i va 19,47i ga teng . Ikosaedral C60 dagi
barcha uglerod atomlari fullerenlardagi uglerod atomining bir xil Piramidallanish burchagiga ega
va SWCNTlar kimyoviy reaktivlikni bashorat qilishda yordam beradi (Akdim va boshq.
2007;
Bettinger
2005;
Dinadayalane va Leszczynski
2007a,
b;
Lu Chen ; va boshq.
2005).
Uglerod atomining kattaroq piramidallanish burchagi
fullerenlar va SWCNTlarning egri tizimlarida qo'shilish reaktsiyalariga nisbatan yuqori reaktivlikni
ko'rsatadi. Egrilikdan kelib chiqqan piramidallanish va -orbitalning noto'g'ri joylashishi SWCNTlarda
mahalliy kuchlanishni keltirib chiqaradi ( 32-rasm). Demak, SWCNTlarning
uglerod atomlari
mukammal atomlarga qaraganda ko'proq reaktivdir
ning 11.6i.
Machine Translated by Google
C50 fullerenning dekaxloro hosilasi sintez qilindi va eksperimental xarakteristikalar C50
qafasining mavjudligini tasdiqladi . C50Cl10 ning C50 yadrosida ekvator atrofida ikkita C20
qopqog'i va beshta C2 birligi mavjud (Xie va boshq.
2004).
Fulleren C50 ning C20 qopqoqlarining uglerod atomlari uchun hisoblangan piramidallanish
burchagi 10,7 dan 12,88i gacha, bu C60 (11,68i) bilan solishtirish mumkin . Biroq,
ekvatorial C
atomlari (beshburchak-beshburchak sintezi) uchun katta piramidallanish burchagi (15,58i)
olinadi. Bunday katta qiymat o'sha uglerod atomlarining yuqori reaktivligi va ekzoedral
qo'shimchalarni hosil qilish uchun qo'shimcha reaktsiyalar bilan bog'liq edi (Chen
2004;
Lu va
boshq.
2004).
Bunday strukturaviy xususiyatlar yalang'och C50 qafasining beqarorligi va
C50Cl10 barqarorligi uchun asos bo'lgan (Chen
2004).
grafen varag'i (Niyogi va boshq.
2002;
Park va boshq.
2003).
Cyranski va boshqalar. neytral,
yopiq qobiqli IPR fulleren C60-C96 ning 12 ta eng past energiyali izomerlarining tuzilishi va
energetikasini B3LYP/6-31G(d) darajasidan foydalangan holda o‘rgandi.
Ular piramidallanish
burchaklarining pasayish qiymatlarini oldilar, shu bilan birga fullerenlar hajmi ortib borayotgan
HOMO-LUMO bo'shliqlari uchun muntazam tendentsiya olinmadi ( 32-
rasm;
Cyranski va boshq.
2004).
Fulleren qafas (Cn)
0,0
10
0
28000
5
24000
30
Fulleren qafas (Cn)
16000
20000
2.0
20
Fulleren qafas (Cn)
8000
25
2.5
12000
1.0
15
32000
0,5
1.5
4000
0