Структура и устойчивость изомеров фуллеридов с простыми и координационными аддендами

• Автор: Бреславская, Наталья Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1995
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 98 с. : ил

1.1 Фуллсрсны и другие углеродные структуры

1.2 Обоснование выбора метода исследования

1.2.1. Адиабатический потенциал замещенных систем

1.2.2. Метод МО ЛКАО

1.2.3. Молекулярная механика Глава 2. Исследование структуры и относительной

устойчивости фуллерндов СбоХе и СтоХ с простыми одиоатомньшн аддендами

2.1. Модель для расчета структуры и относительной устойчивости изомеров

2.2. Структура кораннулена

2.3. Относительная стабильность фуллеренов Со и С

2.3.1. Моногидрид и фторвд фуллерена Со

2.3.2. Оксид фуллерена Оо

2.3.3. Пероксид фуллерена Со
2.3.4. Рсшоизомерия в фуллеридах СоХ с несколькими простыми аддендами
2.4.1. Изомеры в фуллеридах СХ X II, Р, СМез
2.4.2. Изомеры в эпоксиде фуллерена Со
2.4.3. Изомеры в фуллеридах Ого с двумя одноатомными аддендами
Глава 3. Изомеры фуллерндов со сложными многоатомными и координационными аддендами
3.1. Фуллериды Сбо с одним бидентатным аддендом типа комплекса 0ВиС5Н4ЫаСбо
3.1.1. Изомеры в фуллеридах Сад с двумя координационными аддсндами
3.1.2. Комплексы Сбо с шестью бидентатными аддендами Е3Р2М6
3.2. Фуллериды С с координационными аддендами
Глава 4. Расчет изомеров фуллеренов С, С и фуллерндов
с гетероатомами
4.1. Расчет относительной устойчивости изомеров фуллеренов
и
4.2. Фуллериды Сп.Хк п , с гетероатомами
Выводы
ВВЕДЕНИЕ


Г. Гальпсрн провели первые квантовохимические расчеты кластера Со и предсказали, что молекула должна быть устойчивой и обладать химической стабильностью за счет замкнутой электронной оболочки и а1оматичности 4. Общепринятое сейчас название фуллерены полиэдрические кластеры углерода получили в честь архитектора Р. Б. Фуллера, который описал и запатентовал использование геодезического купола как пространственного конструкционного элемента. Как указывал Фуллер, такие конструкции можно рассматривать как сеть из пяти и шестиугольников. Экспериментально кластер Сэд был открыт в г. I. При исследовании массспектров, полученных при лазерном испарении графита в струе гелия, были обнаружены пики, соответствующие углеродным кластерам с четными числами атомов. Авторы предположили, что доминирующие пики, соответствующие массам 0 и 0, относятся к индивидуальным молекулам Со и С, а необычно высокую стабильность Сэд можно объяснить структурой молекулы, имеющей совершенную форму футбольного мяча усеченный икосаэдр симметрии 1,, а С форму мяча для регби вытянутая структура эллипсоидного типа симметрии ,. Изучение углеродных кластеров, их физических и химических свойств знаштельно расширилось благодаря разработке методики получения фуллеренов в граммовых количествах при сжигании 1рафитовых электродов в электрической дуге в атмосфере гелия 5. Было найдено, что в образующейся саже содержится смесь фуллеренов, откуда они извлекаются экстракцией. В результате селективного выделения разными растворителями 6 можно получить кластеры углерода с различной массой. Фуллсрены и С преобладают, на долю высших фуллеренов приходится около массы графитовой сажи. Кроме того, фуллерены можно обнаружить в саже, образующейся при сгорании бензола и других углеводородов 7. Интересным было обнаружение углеродных кластеров в карельских шунгитах 8. Особый интерес с практической точки зрения представляет Со, допированный атомами щелочных металлов. Тс К и К для калия и рубидия, соответственно 9. Таким образом, потенциально из материалов такого типа могут быть изготовлены трехмерные сверхпроводники. Оценки свойств АпСбо указывают на то, что эти сверхпроводящие соли во многом сходны с высокотемпературными сверхпроводящими керамиками, изготовленными на основе оксидов иттрия, бария и меди. В отмечаются ферромагнитные свойства фуллсреновых производных. Появились сообщения о применении фуллеренов в качестве компонента смазочных материалов . Разрабатываются подходы к синтезу сверхтвердых композиций на основе фуллерена . В отличие от других модификаций углерода, фуллерен растворяется в органических растворителях и при испарении из растворов способен давать пленки, сочетающие некоторые полупроводниковые свойства арсенида галлия и аморфного кремния беспорядок в упорядоченной структуре. Появились сообщения о нейротропной и иммунной активности фуллеренов . Достижения в области препаративных методов стимулировали исследования физикохимических свойств фуллеренов и их производных. В , помимо экзо и эндоэдрических металлофуллеренов, отмечается возможность существования металлофуллеренов, в которых атомы металла внедрены в углеродный каркас, т. Для фуллеридов ОоХп и СХП, исходя из чисто геометрических соображений, можно было бы ожидать образования очень большого числа изомеров, различающихся по положению присоединенных групп. Однако геометрические изомеры могут резко различаться по энергии и, следовательно, не все могут быть синтезированы. Таким образом, изучение относительной устойчивости региоизомеров фуллеридов СХП и С7оХп с различными группами X представляет собой весьма актуальную проблему, теоретическому изучению которой посвящена эта работа. Еще один способ модификации фуллеренов состоит в замещении нескольких атомов С на гетероатомы. Образующиеся при этом соединения типа СпкХк п , X В, И, О называют допироваиными фуллеренами. Характер расположения гетероатомов в этих системах не известен. Он также допускает образование изомеров и рассматривается в настоящей работе. Диссертация состоит из введения, 4х глав, выводов, списка литературы 5 наименований и занимает объем страниц.