فولرن‌ها

14 ص

اطلاعات اولیه

فولرن‌ها ، مولکول‌هایی قفس‌مانند هستند که شکل هندسی بیست‌وجهی برش‌خورده دارند. این مولکول‌ها می‌توانند به فرم C60 ،C70 و C78 و ... باشند. نام آنها از نام معمار معروف ، "باکمینستر فولر" گرفته شده است. وی طراح گنبدهای ژئودزیک بود. C60 از گرما دادن گرافیت تشکیل می‌شود.

تاریخچه

در سال 1990 ، "ولفگانک" (Wolfgang Kratschmer) ، "دنوالدهافمن" (Donald Huffmann) و همکارانشان ، توصیفی از نخستین روش عملی C60 ارائه دادند. ساختمان C60 و بوجود آمدن آن را پنج سال پیش از آن ، "کروتو" از دانشگاه سالسکس ، "اسمالی" و "کرل" از دانشگاه رایس به اثبات رسانده بودند.

کروتو ، اسمالی و کرل ، C60 را بعنوان اجزای پایداری از مخلوط خوشه‌های کربنی تشکیل شده از تبخیر لیزری گرافیت یافتند.

ساختمان فولرن

فولرن از شبکه پنج‌گوشه‌ها و شش‌گوشه‌ها تشکیل شده است. یک فولرن برای آنکه بصورت یک شکل کروی بسته شود، باید دقیقا 12 وجه پنج گوشه داشته باشد، ولی تعداد وجهای شش گوشه می‌تواند بطور گسترده‌ای تغییر کند. ساختمان C60 ، دارای 20 وجه شش‌گوشه و C70 ، دارای 25 وجه شش‌گوشه است. هر کربن فولرن ، دارای هیبرید sp2 است و با سه اتم دیگر ، پیوندهای سیگما تشکیل می‌دهد.

الکترون باقیمانده در هر کربن ، درون سیستمی از اوربیتالهای مولکولی درحال گردش است که به کل مولکول ، ماهیت آروماتیکی می‌بخشد.

شیمی فولرن‌ها

شیمی فولرن‌ها حتی از سنتز آنها جالبتر است. فولرن‌ها دارای الکترون خواهی بالایی بوده و براحتی از فلزات قلیایی الکترون پذیرفته ، یک فاز فلزی جدید (نمک باکید) ایجاد می‌کنند. یکی از این نمکها ، K3C60 ، یک بلور فلزی پایدار است که از ساختار مکعب وجه‌ مرکزدار باکی بالها با یک اتم پتاسیم در مرکز مکعب تشکیل می‌شود. این ترکیب در صورت سرد شدن تا دمای 18 درجه کلوین به یک ابر رسانا تبدیل می‌شود. حتی فولرنهایی سنتز شده‌اند که در داخل قفس اتمهای کربن ، حاوی اتمهای فلز هستند.