поиск |
Новости химической науки > Фуллерены нарушают правила24.2.2010 Исследователи из Китая получили новый экзотический класс фуллеренов, в которых друг с другом последовательно конденсировано три пятиугольника, состоящих из атомов углерода.
В отличие от классических бакминстерфуллеренов (C60), похожих на футбольный мяч, новые соединения характеризуются необычной яйцеобразной формой. Исследователи надеются, что новые структуры помогут выяснить некоторые до настоящего неизвестные особенности строения каркасных производных углерода.
Напряжение, вызванное последовательной конденсацией трех пятиугольников, заствляет фуллерены принимать необычную форму. На рисунке показано строение производного C66Cl6. (Рисунок из Nature Chem., 2010. DOI: 10.1038/nchem.549)
В структуре фуллеренов, каркасных производных углерода, обычно можно выделить двенадцать пятиугольников и различное количество шестиугольников. Ранее было известно, что для стабильного состояния каждый пятиугольник фуллерена должен быть окружен шестиугольниками – эта закономерность известна как «правило изолированных пятиугольников» [«isolated pentagon rule» (IPR)].
Патрик Фаулер (Patrick Fowler), специалист по фуллеренам из Университета Шеффилда отмечает, что правило изолированных пятиугольников является важный способом оценки устойчивости нейтральных фуллеренов – каждая пара соседних пятиугольников понижает стабильность фуллерена на 100 кДж/моль. Тем не менее, он отмечает, что правило не абсолютно – введение в структуру фуллерена ионов металлов или функционализация атомов углерода меняет общее количество электронов в единой ароматической системе фуллерена, способствуя возможности формирования структур нового типа.
Именно модификация атомов углерода хлором и позволила исследователям понизить энергию дестабилизации, вызванной соседством пятиугольников. Химики из Университета Сяньмынь испаряли графит в дуговом электрическом разряде в присутствии тетрахлорметана (CCl4), ежечасно получая около 3 грамм сажи с высоким содержанием фуллеренов. Полученную смесь тщательно очищали и разделяли в несколько этапов с помощью жидкостной хроматографии.
В фуллеренах ранее наблюдались двойные конденсированные и тройные конденсированные пятиугольники, три последовательно конденсированных пятиугольника до настоящего времени не были обнаружены (слева направо). (Рисунок из Nature Chem., 2010. DOI: 10.1038/nchem.549)
Исследователям удалось идентифицировать четыре новых типа фуллеренов: C54Cl8, содержащего два набора трех последовательно конденсированных пятиугольников; C56Cl12, содержащего один набор трех последовательно конденсированных пятиугольников и два набора и два набора двойных конденсированных пятиугольника, а также двух фуллеренов большей молекулярной массы – C66Cl6 и C66Cl10, каждый из которых содержит по одному набору трех последовательно конденсированных пятиугольников. Химики из Сянмыня отмечают, что хотя возможность существование трех последовательно конденсированных пятиугольников в структуре фуллерена предсказывалось ранее, но до настоящего времени не было экспериментально подтверждено.
Комментируя работу коллег из Шанхая, Фаулер отмечает, что она является наглядной демонстрацией того, как изменение свойств π-системы фуллеренов можно получить каркасные структуры, существование в которых соседствующих пятиугольников даже увеличивает стабильность полученных фуллеренов. По словам Фаулера, особенно замечательно то, что новые структуры можно получить в количествах, достаточных для изучения.
Исследователи надеются, что их открытие позволит глубже понять неизвестный пока механизм, в соответствии с которым фуллерены образуются при испарении графита. Одним из ключей к его пониманию может являться особенность взаимодействия атомов хлора со специфическими атомами углерода на поверхности фуллеренового «шарика», причем не всегда с теми, с которыми этого взаимодействия можно было ожидать.
Источник: Nature Chem., 2010. DOI: 10.1038/nchem.549 метки статьи: #квантовая химия, #нанотехнологии, #новые материалы Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru Комментарии к статье:
Вы читаете текст статьи "Фуллерены нарушают правила" Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru |
Читайте также:
Все новости
23.3.2023 Эта новая молекула обязана своей хиральностью только кислороду. 25.12.2016 Вещества, которые нас порадовали в уходящем году 13.12.2016 Морская вода позволит освободиться от «литиевой иглы» 5.12.2016 Платина с отрицательным зарядом 29.11.2016 В «плоский мир» въехала молекула – колесо со спицами 21.11.2016 Носки превращаются в гибкие хемосенсоры Подписка на новости
Новости компаний
03.04.23
|
Химпром, ПАО
Все новости
Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Новый подход «Химпрома» к чистому воздуху и воде в Чувашии 13.12.22 | Химпром, ПАО «Химпром» присоединился к проекту «Жить и работать в Чувашии» 06.12.22 | Химпром, ПАО «Химпром» взял лидерство в реализации профориентационного проекта УПК 21 Подписка на новости
|