Названия | |
---|---|
Предпочтительное название IUPAC (C70-D5h (6)) [5,6] фуллерен | |
Другие названия Фуллерен-C 70, регбаллен | |
Идентификаторы | |
Номер CAS | |
3D-модель (JSmol ) | |
ChEBI | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.162.223 |
PubChem CID | |
CompTox Dashboard (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБКИ
| |
Свойства | |
Химическая формула | C70 |
Молярная масса | 840,770 г · моль |
Внешний вид | Темные игольчатые кристаллы |
Плотность | 1,7 г / см |
Температура плавления | сублимируется при ~ 850 ° C |
Растворимость в воде r | не растворим в воде |
Ширина запрещенной зоны | 1,77 эВ |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
Y (что такое ?) | |
Ссылки в ink | |
C70фуллерен - молекула фуллерена, состоящая из 70 углерода атомы. Это структура в виде клетки с сплавленным кольцом, которая напоминает мяч для регби, состоящая из 25 шестиугольников и 12 пятиугольников, с атомом углерода в вершинах каждого многоугольника и связью вдоль каждое ребро многоугольника. Родственная молекула фуллерена, названная бакминстерфуллерен (C 60 фуллерен), состоит из 60 атомов углерода.
Впервые он был специально подготовлен в 1985 году Гарольдом Крото, Джеймсом Р. Хитом, Шоном О'Брайеном, Робертом Керлом и Ричард Смолли в Университете Райса. Крото, Керл и Смолли были удостоены Нобелевской премии по химии 1996 г. за их роль в открытии каркасных фуллеренов. Название дано в честь Бакминстера Фуллера, чьи геодезические купола напоминают эти молекулы.
Теоретические предсказания молекул бакибола появились в конце 1960-х - начало 1970-х годов, но в основном они остались незамеченными. В начале 1970-х годов химия ненасыщенных углеродных конфигураций изучалась группой из Университета Сассекса, возглавляемой Гарри Крото и Дэвидом Уолтоном. В 1980-х Ричард Смолли и Боб Керл из Университета Райса, штат Техас, разработали методику выделения этих веществ. Они использовали лазерное испарение подходящей мишени для создания кластеров атомов. Крото понял, что с помощью графитовой мишени.
C70был открыт в 1985 году Робертом Керлом, Гарольдом Крото и Ричардом Смолли. Используя лазер испарение графита, они обнаружили кластеры C n (для четных n с n>20), из которых наиболее распространенными были C 60 и C 70. За это открытие они были удостоены Нобелевской премии по химии 1996 г.. Открытие бакиболов было случайным, поскольку ученые стремились создать углеродную плазму, чтобы воспроизвести и охарактеризовать неопознанное межзвездное вещество. Масс-спектрометрия анализ продукта показал образование сфероидальных молекул углерода.
В 1990 г. К. Фостиропулос, В. Кретчмер и Д. Р. Хаффман разработали простой и эффективный метод получения фуллеренов в граммах и даже килограммах, который стимулировал исследования фуллеренов. В этом методе углеродная сажа производится из двух графитовых электродов высокой чистоты путем зажигания дугового разряда между ними в инертной атмосфере (газообразный гелий). В качестве альтернативы сажу получают путем лазерной абляции графита или пиролиза ароматических углеводородов. Фуллерены извлекаются из сажи по многоступенчатой процедуре. Сначала сажа растворяется в подходящих органических растворителях. На этой стадии получают раствор, содержащий до 70% C 60 и 15% C 70, а также другие фуллерены. Эти фракции разделяются с помощью хроматографии.
Молекула C 70 имеет симметрию D5h и содержит 37 граней ( 25 шестиугольников и 12 пятиугольников) с атомом углерода в вершинах каждого многоугольника и связью вдоль каждого края многоугольника. Его структура аналогична структуре молекулы C 60 (20 шестиугольников и 12 пятиугольников), но имеет пояс из 5 шестиугольников, вставленных на экваторе. Молекула имеет восемь длин связей в диапазоне от 0,137 до 0,146 нм. Каждый атом углерода в структуре ковалентно связан с тремя другими атомами.
Структура молекулы C 70. Красные атомы обозначают пять шестиугольников, дополнительных к молекуле C 60.C70может претерпевать шесть обратимых одноэлектронных восстановлений до C. 70, тогда как окисление необратимо. Для первого восстановления требуется около 1,0 В (Fc / Fc.), что указывает на то, что C 70 является акцептором электронов.
Растворитель | S (мг / мл) |
---|---|
1,2-дихлорбензол | 36,2 |
дисульфид углерода | 9,875 |
ксилол | 3,985 |
толуол | 1,406 |
бензол | 1,3 |
четыреххлористый углерод | 0,121 |
n-гексан | 0,013 |
циклогексан | 0,08 |
пентан | 0,002 |
октан | 0,042 |
декан | 0,053 |
додекан | 0,098 |
гептан | 0,047 |
изопропанол | 0,0021 |
мезитилен | 1,472 |
дихлорметан | 0,080 |
Фуллерены плохо растворимы во многих ароматических растворителях, таких как толуол и других, таких как дисульфид углерода, но не в воде. Растворы C 70 имеют красновато-коричневый цвет. Кристаллы C 70 миллиметрового размера могут быть выращены из раствора.
Твердое вещество C 70 кристаллизуется в моноклинной, гексагональные, ромбоэдрические и гранецентрированные кубические (ГЦК) полиморфы при комнатной температуре. Фаза ГЦК более стабильна при температурах выше 70 ° C. Наличие этих фаз объясняется следующим образом. В твердом теле молекулы C 70 образуют ГЦК-структуру, в которой общая симметрия зависит от их относительной ориентации. Моноклинная форма с низкой симметрией наблюдается, когда вращение молекул блокируется температурой или деформацией. Частичное вращение вдоль одной из осей симметрии молекулы приводит к более высокой гексагональной или ромбоэдрической симметрии, которая превращается в кубическую структуру, когда молекулы начинают свободно вращаться.
C70образует коричневатые кристаллы с шириной запрещенной зоны 1,77 эВ. Это полупроводник n-типа, где проводимость объясняется диффузией кислорода в твердое тело из атмосферы. Элементарная ячейка твердого тела с ГЦК C 70 содержит пустоты в 4 октаэдрических и 12 тетраэдрических позициях. Они достаточно велики, чтобы вместить примесные атомы. Когда электронодонорные элементы, такие как щелочные металлы, вводятся в эти пустоты, C 70 превращается в проводник с проводимостью примерно до 2 См / см.
Симметрия | Пространственная группа | No | Пирсон. символ | a (нм) | b (нм) | c ( нм) | Z | Плотность. (г / см) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Моноклинная | P21/m | 11 | mP560 | 1,996 | 1,851 | 1,996 | 8 | |
Гексагональная | P63/mmc | 194 | hP140 | 1.011 | 1.011 | 1.858 | 2 | 1.70 |
Кубический | Fm3m | 225 | cF280 | 1.496 | 1.496 | 1.496 | 4 | 1.67 |