новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

Новости химической науки > Борсодержащий аналог фуллерена получен экспериментально


16.7.2014
эту статью еще не оценивали Подписаться на RSS

Исследователи из США и Китая получили первое экспериментальное свидетельство в пользу существования борсодержащих аналогов фуллерена [1].

В отличие от классических углеродных фуллеренов, самым известным представителем которых является C60, в которых атомы углерода располагаются в вершинах правильных пяти- и шестиугольников, структура полученного борфуллерена характеризуется принципиально иной симметрией – в этом каркасном соединении атомы бора находятся в вершинах правильных шести- и семиугольников. Предполагается, что результаты работы позволят получить новые борсодержащие аналоги фуллеренов.

Бор не может образовывать полный аналог бакминстерфуллерена В60, поскольку на внешнем электронном слое этого элемента находится всего три электрона, и после образования трех σ-связей на атоме бора не остается электронов, необходимых для образования делокализованной π-системы, обеспечивающей устойчивость C60 и его аналогов. Тем не менее, в 2007 году Борис Якобсон (Boris Yakobson) с коллегами предположил, что такой недостаток электронов может быть преодолен за счет внедрения в каждый шестиугольник из атомов бора дополнительного атома бора – предполагалось, что структура В80 должна быть устойчивой [2]. В июне этого года китайские исследователи провели новые расчеты, в соответствии с которыми устойчивостью должна была бы отличаться молекула В83 [3].



Различие электронных структур бора и углерода обуславливает различие строения образуемых ими каркасных соединений – фуллерена. (Рисунок из Nat. Chem., 2014, DOI: 10.1038/nchem.1999)

Возможность существования подобного рода соединений долгое время ставилась под сомнение, однако исследователи из группы Лай-Шен Вонга (Lai-Sheng Wang) из Университета Брауна использовали два других алгоритма определения электронной структуры и рассчитали, что устойчивой должна быть молекула В40. Обе программы показывали, что наиболее устойчивым изомером В40 должен обладать строением искаженного фуллерена с расположением атомов бора в вершинах правильных шестиугольника «у полюсов» и в четырех правильных семиугольниках «в экваториальной области». Эта рассчитанная структура получила название «боросферен» (borospherene).

Природа электронной связи в предсказанной молекуле весьма сложна и характеризуется полной делокализацией электронов. Большая часть электронов задействована в образовании трехцентровых двухэлектронных связей, которые можно рассматривать как σ-связи, также имеются шестицентровые σ-связи и многоцентровые π-связи.

Устойчивость структуры отчасти обуславливается большим энергетическим зазором между ВЗМО и НСМО, который составляет 3.13 эВ, значение этого зазора для боросферена больше, чем для бакминстерфуллерена, при этом расчеты показывали возможность существования двух изомеров анионов боросферена В40, для каждого из которых был предсказан фотоэлектронный спектр.

Для экспериментальной проверки результатов своих расчетов исследователи испаряли бор лазером и разделяли молекулярные кластеры с помощью масс-спектрометра. Полученный экспериментально фотоэлектронный спектр не соответствовал ни одному из смоделированных спектров, но при этом являлся их суперпозицией, что позволяет предположить о быстром переходе изомерных анионов В40 друг в друга. Если интерпретация спектров верна, речь идет о первом экспериментальном свидетельстве в пользу существования борсодержащих аналогов фуллеренов.

Источники: [1] Nat. Chem., 2014, DOI: 10.1038/nchem.1999; [2] Phys. Rev. Lett., 2007, 98, 166804 (DOI: 10.1103/physrevlett.98.166804); [3] Nanoscale, 2014, DOI: 10.1039/c4nr01846j

метки статьи: #квантовая химия, #неорганическая химия, #природа химической связи

оценить статью: 12345
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru
Комментарии к статье:
Ваше имя
Ваш e-mail, чтобы следить за обсуждением
   
Комментарий

Символ пятого P-элемента в табл. Менделеева
(латиницей, одной заглавной буквой):
   
 
artart|Mon, 01 Sep 2014 11:03:29 +0300
Однако не "молекула В83", а B38, согласно оригинальной статье
artart|Tue, 22 Jul 2014 20:19:06 +0300
Однако еще предстоит выделить этот борный фуллерен в ощутимых количествах, дабы его исследовать как следует.
artart|Tue, 22 Jul 2014 20:17:46 +0300
Таки получили, значит....
anonymous|Wed, 16 Jul 2014 10:24:26 +0300
Осталось получить интеркалят с Cs и измерит Tc (перехода в сверхпроводящее состояние)


Вы читаете текст статьи "Борсодержащий аналог фуллерена получен экспериментально"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXIX
Контактная информация