C70 fulleren - C70 fullerene
 | |
| Jména | |
|---|---|
| Preferovaný název IUPAC (C70-D5h (6)) [5,6] fulleren | |
| Ostatní jména Fulleren-C70, rugbyballene | |
| Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| Informační karta ECHA | 100.162.223  |
PubChem CID | |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
| Vlastnosti | |
| C70 | |
| Molární hmotnost | 840.770 g · mol−1 |
| Vzhled | Tmavé jehlicovité krystaly |
| Hustota | 1,7 g / cm3 |
| Bod tání | sublimuje při ~ 850 ° C [2] |
| nerozpustný ve vodě | |
| Mezera v pásmu | 1,77 eV[1] |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 ověřit (co je   ?) | |
| Reference Infoboxu | |
| Část série článků o |
| Nanomateriály |
|---|
 |
| Uhlíkové nanotrubice |
| Fullereny |
| jiný nanočástice |
| Nanostrukturované materiály |
|
Vědecký portál
Technologický portálC70 fulleren je fulleren molekula skládající se z 70 uhlík atomy. Jedná se o klecovou strukturu s taveným prstencem, která připomíná rugbyovou kouli, vyrobenou z 25 šestiúhelníky a 12 pětiúhelníky, s atomem uhlíku na vrcholech každého polygonu a vazbou podél každého okraje polygonu. Příbuzná molekula fullerenu, pojmenovaná buckminsterfullerene (C.60 fulleren), se skládá ze 60 atomů uhlíku.
Poprvé byl záměrně připraven v roce 1985 Harold Kroto, James R. Heath Sean O'Brien, Robert Curl a Richard Smalley na Rice University. Kroto, Curl a Smalley byli oceněni v roce 1996 Nobelova cena za chemii za jejich role při objevování fullerenů podobných kleci. Jméno je poctou Buckminster Fuller, jehož geodetické kopule tyto molekuly se podobají.[3]
Dějiny
Teoretické předpovědi molekul buckyball se objevily koncem šedesátých - počátkem sedmdesátých let,[4] ale šli většinou bez povšimnutí. Na začátku 70. let byla skupina chemie konfigurací nenasycených uhlíků studována skupinou University of Sussex pod vedením Harryho Krota a Davida Waltona. V 80. letech byla technika vyvinuta Richardem Smalleym a Bobem Curlem v Rice University, Texas izolovat tyto látky. Použili laser vypařování vhodného cíle k produkci shluků atomů. Kroto si uvědomil, že pomocí a grafit cílová.[5]
C70 objevili v roce 1985 Robert Curl, Harold Kroto a Richard Smalley. Použitím laser vypařování z grafit našli C.n shluky (pro sudé n s n > 20), z nichž nejčastější byly C60 a C.70. Za tento objev byli oceněni 1996 Nobelova cena za chemii. Objev buckyballů byl náhodný, protože vědci usilovali o produkci uhlíku plazmy replikovat a charakterizovat neidentifikované mezihvězdná hmota. Hmotnostní spektrometrie analýza produktu ukázala tvorbu sféroidních molekul uhlíku.[4]
Syntéza
V roce 1990 K. Fostiropoulos, W. Krätchmer a D. R. Huffman vyvinuli jednoduchou a účinnou metodu výroby fullerenů v gramových a dokonce kilogramových množstvích, což podpořilo fullerenový výzkum. V této technice jsou uhlíkové saze vyráběny ze dvou vysoce čistých grafitových elektrod zapalováním obloukového výboje mezi nimi v inertní atmosféře (plynný helium). Alternativně saze vyrábí společnost laserová ablace grafitu nebo pyrolýza z aromatické uhlovodíky. Fullereny se ze sazí extrahují vícestupňovým postupem. Nejprve se saze rozpustí ve vhodných organických rozpouštědlech. Tímto krokem se získá roztok obsahující až 70% C60 a 15% C70, stejně jako další fullereny. Tyto frakce se oddělí za použití chromatografie.[6]
Vlastnosti
Molekula
C.70 molekula má a D5h symetrie a obsahuje 37 ploch (25 šestiúhelníků a 12 pětiúhelníků) s atomem uhlíku na vrcholech každého polygonu a vazbou podél každého okraje polygonu. Jeho struktura je podobná struktuře C.60 molekula (20 šestiúhelníků a 12 pětiúhelníků), ale má na rovníku vložený pás 5 šestiúhelníků. Molekula má osm délek vazeb v rozmezí mezi 0,137 a 0,146 nm. Každý atom uhlíku ve struktuře je kovalentně vázán se 3 dalšími.[7]
C70 může podstoupit šest reverzibilních redukcí s jedním elektronem na C6−
70, zatímco oxidace je nevratný. První redukce vyžaduje přibližně 1,0 V (Fc /Fc+
), což naznačuje, že C70 je akceptor elektronů.[8]
Řešení
| Solventní | S (mg / ml) |
|---|---|
| 1,2-dichlorbenzen | 36.2 |
| sirouhlík | 9.875 |
| xylen | 3.985 |
| toluen | 1.406 |
| benzen | 1.3 |
| chlorid uhličitý | 0.121 |
| n-hexan | 0.013 |
| cyklohexan | 0.08 |
| pentan | 0.002 |
| oktan | 0.042 |
| dekan | 0.053 |
| dodekan | 0.098 |
| heptan | 0.047 |
| isopropanol | 0.0021 |
| mesitylen | 1.472 |
| dichlormethan | 0.080 |
Fullereny jsou málo rozpustné v mnoha aromatických látkách rozpouštědla jako toluen a další rádi sirouhlík, ale ne ve vodě. Řešení C.70 jsou červenohnědé. Krystaly C o velikosti milimetru70 lze pěstovat z roztoku.[10]
Pevný
Pevné C.70 krystalizuje dovnitř monoklinický, šestihranný, kosodélník a kubické (fcc) polymorfy zaměřené na obličej při pokojové teplotě. Fcc fáze je stabilnější při teplotách nad 70 ° C. Přítomnost těchto fází je racionalizována následovně. V pevné látce, C70 molekuly tvoří uspořádání fcc, kde celková symetrie závisí na jejich relativních orientacích. Monoklinická forma s nízkou symetrií je pozorována, když je molekulární rotace uzamčena teplotou nebo deformací. Částečná rotace podél jedné z os symetrie molekuly má za následek vyšší hexagonální nebo rhombohedrální symetrie, které se promění v kubickou strukturu, když se molekuly začnou volně otáčet.[1][11]
C70 tvoří nahnědlé krystaly s a bandgap 1,77 eV.[1] Je to n -typ polovodič kde vodivost je připisována difúzi kyslíku do pevné látky z atmosféry.[12] Jednotková buňka fcc C.70 těleso obsahuje mezery na 4 oktaedrických a 12 čtyřstěnných místech.[13] Jsou dostatečně velké, aby pojaly atomy nečistot. Když jsou do těchto dutin dotovány prvky poskytující elektrony, jako jsou alkalické kovy, C70 převádí na vodič s vodivostí až kolem 2 S / cm.[14]
| Symetrie | Vesmírná skupina | Ne | Pearson symbol | A (nm) | b (nm) | C (nm) | Z | Hustota (g / cm3) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Monoklinický | P21/ m | 11 | mP560 | 1.996 | 1.851 | 1.996 | 8 | |
| Šestihranný | P63/ mmc | 194 | hP140 | 1.011 | 1.011 | 1.858 | 2 | 1.70 |
| Krychlový | Fm3m | 225 | cF280 | 1.496 | 1.496 | 1.496 | 4 | 1.67 |
Reference
- ^ A b C "Dynamika otáčení v C70: Infračervené studie závislé na teplotě a tlaku “. The Journal of Physical Chemistry C. 115 (9): 3646–3653. 2011. doi:10.1021 / jp200036t.
- ^ Eiji awasawa (2002). Perspektivy fullerenové nanotechnologie. Springer. str. 275–. ISBN 978-0-7923-7174-8. Citováno 26. prosince 2011.
- ^ Tisková zpráva. Nobelova cena nadace. 9. října 1996
- ^ A b Katz, 363
- ^ Katz, 368
- ^ Katz, 369–370
- ^ "Fullereny, nanotrubice, cibule a související uhlíkové struktury". Věda o materiálech a inženýrství: R. 15 (6): 209–262. 1995. doi:10.1016 / S0927-796X (95) 00181-6.
- ^ Buckminsterfullerene, C.60. University of Bristol. Chm.bris.ac.uk (1996-10-13). Citováno 2011-12-25.
- ^ Bezmel'nitsyn, V.N .; Eletskii, A.V .; Okun ', M.V. (1998). "Fullereny v řešeních". Fyzika-Uspekhi. 41 (11): 1091. Bibcode:1998PhyU ... 41.1091B. doi:10.1070 / PU1998v041n11ABEH000502.
- ^ Talyzin, A.V .; Engström, I. (1998). „C70 v benzenových, hexanových a toluenových řešeních“. Journal of Physical Chemistry B. 102 (34): 6477. doi:10.1021 / jp9815255.
- ^ A b "Struktura různých fází čistého C70 krystaly " (PDF). Chemická fyzika. 166 (1–2): 287–297. 1992. Bibcode:1992CP .... 166..287V. doi:10.1016/0301-0104(92)87026-6.
- ^ "Vztahy mezi krystalinitou, difúzí kyslíku a elektrickou vodivostí odpařeného C."70 tenké filmy ". Solid State Sciences. 4 (8): 1009–1015. 2002. Bibcode:2002SSSci ... 4.1009F. doi:10.1016 / S1293-2558 (02) 01358-4.
- ^ Katz, 372
- ^ „Dirigování filmů C.60 a C.70 dopováním alkalickým kovem “. Příroda. 350 (6316): 320–322. 1991. Bibcode:1991 Natur.350..320H. doi:10.1038 / 350320a0.
Bibliografie
- Katz, E. A. (2006). "Fullerenové tenké filmy jako fotovoltaický materiál". V Sōga, Tetsuo (ed.). Nanostrukturované materiály pro přeměnu sluneční energie. Elsevier. str. 361–443. ISBN 978-0-444-52844-5.
Kategorie: Astrochemie
Astronomický portál
Chemický portál