Геометрическая и электронная структура и стабильность молекул фуллеренов C78 и C68

• Автор: Королев, Станислав Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 145 с. : ил.

РЕФЕРАТ

145 с., 59 рис., 55 табл., 126 использованных источников.

ФУЛЛЕРЕНЫ, ВЫСШИЕ ФУЛЛЕРЕНЫ, С68, С78, ИЗОМЕРЫ ФУЛЛЕРЕНОВ, ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА, ПРАВИЛО ИЗОЛИРОВАННЫХ ПЕНТАГОНОВ, ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА, СТАБИЛЬНОСТЬ, КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

В тексте диссертационной работы использованы следующие условные сокращения:

ЛМ1 (Austin Model 1) - полуэмпирический метод расчета «Остиновская модель 1»;

BRE (Bond Resonance Energy) - энергия резонанса связи;

B3LYP (Becke’s Three Parameter Hybrid Functional Using the LYP Correlation Functional) - гибридный функционал метода теории функционала плотности; DFT (Density Functional Theory) - теория функционала плотности;
DFTB (density-functional based tight-binding method) — полуэмпирический метод тесного связывания, основанный на функционале плотности;

EELS (electron energy loss spectroscopy) - спектроскопия потерь энергии электронов

HF (Hartree-Fock method) - неэмпирический метод расчета Хатри Фока;

НМО (Huckel Molecular Orbitals) - теория молекулярных орбиталей Хюккеля; НОМА (Harmonic Oscillator Model of Aromaticity) - модель ароматичности в приближении гармонического осциллятора;
LDF (Local Density Functional) - функционал локальной плотности метода теории функционала плотности;
LSDA (Local Spin Density Approximation) - приближение локальной спиновой плотности;
РМЗ (Parameter Model 3) - полуэмпирический метод расчета «параметрическая модель 3»;
SCF (Self-Consistent Field) - метод самосогласованного поля;
TBMD (Tight-Binding Molecular Dynamics) - метод тесного связывания в молекулярной динамике;
TRE (Topological Resonance Energy) — топологическая энергия резонанса;
ВЗМО - высшая занятая молекулярная орбиталь;
ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография;

ИК - инфракрасный;
НВМО — низшая вакантная молекулярная орбиталь; ПИП - правило изолированных пентагонов;
РСА - рентгеноструктурный анализ;
УФ - ультрафиолетовый;
ЯМР - ядерный магнитный резонанс;

(рис. 1.18а), в гексагонах же присоединение происходит только в нора-положении (рис. 1.18Ь).
Экзоэдральный фуллерен
С78(СРз)і2 (рис. 1.19) имеет на своей поверхности своеобразную ленту гексагонов с группами СР3 в пара-положении (рис. 1.20, выделено желтым на диаграмме Шлегеля). На основании квантово-химических расчетов и 19Р ЯМР спектра авторы пришли к выводу, что это производное изомера 5 (Дзь) с симметрией С2 [62, 63].
Рисунок 1.19. Молекулярная структура
фуллерена С78(СРз)і2 (С2) [62]. Таким образом, в виде
эндоэдральных металлофул-леренов из пяти изомеров,

подчиняющихся правилу изолированных пентагонов,
Рисунок 1.20. 19Р ЯМР спектр и диаграмма был получен только изомер Шлегеля С78(СРз)і2 (С2) [62]. 5(р31і) [51> 52 54-58, 64]
виде экзоэдральных производных были получены изомеры 2 (С2у), 3 (С2у) [61] и 5 (Озь) [62, 63]. Тем не менее, анализ литературных данных показал, что остается невыясненным, почему в виде пустых молекул были получены изомеры 1 (Эз), 2 (С2у) и 3 (С2у), а в виде эндоэдральных металлофуллеренов лишь изомер 5 фзь).
Интересно, что сообщалось, что кроме изомера 5 (Б3ь), подчиняющегося ПИП, можно также получить фуллерен С78 в виде эндоэдрального металлофул-лерена, не подчиняющегося ПИП [65, 66]. Поэтому далее рассмотрим некоторые известные результаты исследования подобных фуллеренов.