Азафуллеры
Азафуллерены — класс гетерофуллеренов заменяет в которых углерод азот , . Они могут иметь форму полой сферы, эллипсоида, трубки и многих других форм. Сферические азафуллерены напоминают мячи, используемые в футболе. Они также относятся к нитрида углерода классу материалов из , которые включают бета-нитрид углерода (β-C 3 N 4 ), который, по прогнозам, тверже алмаза. Помимо новаторской работы нескольких академических групп, этот класс соединений до сих пор не привлек особого внимания со стороны более широкого исследовательского сообщества фуллеренов. Многие свойства и структуры еще предстоит открыть для подмножества молекул с высоким содержанием азота.
Первая фуллерена открытая молекула , тезка семейства, бакминстерфуллерен (C 60 ), была получена в 1985 году Ричардом Смолли , Робертом Керлом , Джеймсом Хитом , Шоном О'Брайеном и Гарольдом Крото в Университете Райса . [1] Фуллерен — это любая молекула, полностью состоящая из углерода и имеющая форму полой сферы, эллипсоида, трубки и многих других форм. Сферические фуллерены также называют бакиболами, и они напоминают мячи, используемые в футболе. Фуллерены по структуре аналогичны графиту, который состоит из сложенных друг на друга листов графена, связанных между собой шестиугольными кольцами; но они также могут содержать пятиугольные (а иногда и семиугольные) кольца.
Азафуллерены были впервые обнаружены в 1993 году, о чем сообщалось на Калифорнийской государственной научной ярмарке . [2] Производные образовывались в зазоре между двумя графитовыми стержнями, подключенными к источнику электропитания. Небольшая утечка воздуха привела к загрязнению инертной атмосферы и последующей реакции. Материалы также могут быть получены путем химических реакций на фуллеренах или лазерной абляции графитовых материалов.
Последующие работы выявили широкий спектр структур нитрида углерода . [3] [4] [5] Примеры включают (C 59 N) 2 (биазафуллеренил), C 58 N 2 (диаза[60]фуллерен), C 57 N 3 (триаза[60]фуллерен) и C 48 N 12 . Атомы азота заменяют атомы углерода в клеточных молекулах. Большая часть работ носила теоретический характер. Молекула C 48 N 12 была рассчитана как изолятор с восемью полностью углеродными кольцами, образующими области расширенной электронной делокализации. [6]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Крото, HW; Хит, младший; О'Брайен, Южная Каролина; Керл, РФ; Смолли, Р.Э. (ноябрь 1985 г.). «C60: Бакминстерфуллерен». Природа . 318 (6042): 162–163. Бибкод : 1985Natur.318..162K . дои : 10.1038/318162a0 . S2CID 4314237 .
- ^ DJ Харрис, Открытие нитрошаров: исследования в области химии фуллеренов, Калифорнийская научная ярмарка 1993 г., http://cssf.usc.edu/History/1993/S05.html
- ^ Хуммелен и др., Выделение гетерофуллерена C 59 N в виде его димера (C 59 N) 2 , Science 269: 1554-1556 (1995).
- ^ Авердунг, Дж.; Люфтманн, Х.; Шлахтер, И.; Мэттей, Дж. (1995). «Аза-дигидро[60]фуллерен в газовой фазе. Масс-спектрометрическое и квантовохимическое исследование». Тетраэдр 51 (25): 6977. два : 10.1016/0040-4020(95)00361-Б
- ^ Лампарт, И.; Нубер, Б.; Шик, Г.; Скибе, А.; Грёссер, Т.; Хирш, А. (1995). «C59N+ и C69N+: изоэлектронные гетероаналоги C60 и C70». Angewandte Chemie International Edition на английском языке 34 (20): 2257. два : 10.1002/anie.199522571
- ^ Манаа, Риад; Д.В. Спрен; ХА Ихорд (2002). «Прогноз расширенной ароматичности новой аза-фуллереновой структуры C 48 N 12 ». Журнал Американского химического общества . 124 (47): 13990–13991. дои : 10.1021/ja0281885 . ПМИД 12440886 .