1.富勒烯的理论基础是什么
克罗托等人之所以能够勾画出c60的分子结构,富勒的启示起了关键性作用,因此他们一致建议,用布克米尼斯特·富勒(buckminster fuller)的姓名加上一个词尾-ene来命名c60及其一系列碳原子簇,称为buckminsterfullerene,简称fullerene,中译名为富勒烯。
近年来,科学家们发现,除金刚石、石墨外,还有一些新的以单质形式存在的碳。其中发现较早并已在研究中取得重要进展的是c60分子。
c60分子是一种由60个碳原子构成的分子,它形似足球,因此又名足球烯。c60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子,它具有60个顶点和32个面,其中12个为正五边形,20个为正六边形。
其相对分子质量约为720。处于顶点的碳原子与相邻顶点的碳原子各用近似于sp2杂化轨道重叠形成σ键,每个碳原子的三个σ键分别为一个五边形的边和两个六边形的边。
碳原子杂化轨道理论计算值为sp2。28,每个碳原子的三个σ键不是共平面的,键角约为108°或120°,因此整个分子为球状。
每个碳原子用剩下的一个p轨道互相重叠形成一个含60个π电子的闭壳层电子结构,因此在近似球形的笼内和笼外都围绕着π电子云。分子轨道计算表明,足球烯具有较大的离域能。
c60具有金属光泽,有许多优异性能,如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀、在光、电、磁等领域有潜在的应用前景。 碳纳米管是典型的富勒烯,又称巴基管,是一种管状结构的碳原子簇,直径约几纳米,长约几微米。
据理论计算,碳纳米管纤维的强度是钢的100倍,而质量仅为钢的1/7,如果能做成碳纤维,将是理想的轻质高强度材料。碳纳米管还具有极强的储气能力,可以在燃料电池储氢装置上。
c60是一种碳原子簇。它有确定的组成,60个碳原子构成像足球一样的32面体,包括20个六边形,12个五边形。
由于这个结构的提出是受到建筑学家富勒(buckminster fuller)的启发。富勒曾设计一种用六边形和五边形构成的球形薄壳建筑结构。
因此科学家把c60叫做足球烯,也叫做富勒烯,因为32面体的每个顶点上的碳原子跟三个其它的碳原子相邻。如同苯环上每个碳原子都是sp2杂化。
p轨道在环的上、下形成π键一样,足球烯每个顶角上的碳原子也都满足sp2杂化的要求,(类似萘环上两个不带氢原子的碳原子)剩余的p轨道在c60分子的外围和内腔形成π键。 所以c60是一种烯。
因为c60是石墨、金刚石的同素异形体,因此有科学家联想到用廉价的石墨作原料合成c60,也有人想到它含有苯环单元的结构,或许可以选用苯作原料合成c60。这些设想最后都实现了。
现在,1000g苯可以制得3gc70和c60的混合物(它们的比率为0。 26~5。
7)。 大自然鬼斧神工的巧合,这60个c原子在空间进行排列时,形成一个化学键最稳定的空间排列位置,恰好与足球表面格的排列一致。
物理性质颜色与性状 c60在室温下为紫红色固态分子晶体,有微弱荧光。 分子大小 c60分子的直径约为7。
1埃(1埃= 10^ -10 米即一百亿分之一米)。密度 c60的密度为1。
68g/cm^3。溶解性 c60不溶于水等强极性溶剂,在正己烷、苯、二硫化碳、四氯化碳等非极性溶剂中有一定的溶解性。
导电性 c60常态下不导电。因为c60大得可以将其他原子放进它内部,并影响其物理性质,因而不可导电。
另外,由于c60有大量游离电子,所以若把可作β衰变的放射性元素困在其内部,其半衰期可能会因此受到影响。 超导性 1991年,赫巴德(hebard)等首先提出掺钾c60具有超导性,超导起始温度为18k,打破了有机超导体(et)2cu[n(cn)2]cl超导起始温度为12。
8k的纪录。不久又制备出rb3c60的超导体,超导起始温度为29k。
掺杂c60的超导体已进入高温超导体的行列。研究显示,这类材料是以晶格里的电洞来传导电流(类似p型半导体),若加入其它分子(例如三溴甲烷)来拉长晶格间距,还可以有效地提升其超导相变温度至117k。
中国在这方面的研究也很有成就,北京大学和中国科学院物理所合作,成功地合成了k3c60和rb3c60超导体,超导起始温度分别为8k和28k。 有科学工作者预言,如果掺杂c240和掺杂c540,有可能合成出具有更高超导起始温度的超导体。
磁性 阿勒曼(allemand)等人在c60的甲苯溶液中加入过量的强供电子有机物四(二甲氨基)乙烯(tdae),得到了c60(tdae)c0。 86的黑色微晶沉淀,经磁性研究后表明是一种不含金属的软铁磁性材料。
居里温度为16。1k,高于迄今报道的其它有机分子铁磁体的居里温度。
由于有机铁磁体在磁性记忆材料中有重要应用价值,因此研究和开发c60有机铁磁体,特别是以廉价的碳材料制成磁铁替代价格昂贵的金属磁铁具有非常重要的意义。 化学性周环反应 富勒烯的[6,6]键可以与双烯体或双烯亲和体反应,如d-a反应。
[2 2]环加成可以形成四元环,如苯炔。1,3偶极环加成反应可以生成五元环,被称作prato反应。
富勒烯与卡宾反应形成亚甲基富勒烯。周环反应加氢还原 富勒烯氢化有几个容易的方法。
氢化富勒烯如c60h18,c60h36。然而,完全氢化的c60h60仅仅是假设存在因为分子张力过大。
高度氢化富勒烯不稳定,富勒烯与氢气直接反应在高温条件下的直接反应会导致笼结构崩溃,而形成的多环芳烃。 羟基化反应 。
2.富勒烯是什么
富勒烯(Fullerene) 是单质碳被发现的第三种同素异形体。
任何由碳一种元素组成,以球状,椭圆状,或管状结构存在的物质,都可以被叫做富勒烯,富勒烯指的是一类物质。富勒烯与石墨结构类似,但石墨的结构中只有六元环,而富勒烯中可能存在五元环。
1985年Robert Curl等人制备出了C60。1989年,德国科学家Huffman和Kraetschmer的实验证实了C60的笼型结构,从此物理学家所发现的富勒烯被科学界推向一个崭新的研究阶段。
富勒烯的结构和建筑师Fuller的代表作相似,所以称为富勒烯。
3.什么是富勒烯
富勒烯,又称富氏烯、福乐烯,是一种近似球形的大分子,含有60个碳原 子,其结构呈平截20面体(有32个面的球形空心体,其中12个面为五边形,其 余20个面为六边形)。
这种分子被命名为富勒烯的原因是,其结构与美国设 计师R。巴克明斯特•富勒(R。
Buckminster Fuller, 1895—1983 )设计的美国 万国博览馆球形圆顶薄壳建筑结构极为相似。富勒烯是通过激光器将石墨表 面的物质蒸发而形成的。
已知只含碳原子的大分子存在于某些含碳丰富的恒 星周围。类似的分子也存在于有机物质不完全燃烧而形成的黑烟灰中。
化 学家理查德•斯莫利(Richard Smalley )于1985年验证了富勒烯的存在,并认 为富勒烯在整个宇宙中都可能相当常见。从那时起,其他稳定的、大型偶数 碳簇被生产出来。
这种新类型的分子被称作“富勒烯”(fullerene),因为这些 分子好像都具有多面体穹形结构。 这种分子也被广泛称为“巴基球”或“巴 克球”(bucky balls)。
富勒妇(C60)似乎可在各种各样的化合物中起到绝缘 体、半导体和超导体的作用。虽然对富勒烯的实际应用还没有开发出来,但对 这方面的研究有望产生新型材料、润滑剂、镀膜、催化剂、光电装置以及医学 应用等。
4.富勒烯是什么,有没有人专业人士来解答一下
富勒烯(Fullerene) 是单质碳被发现的第三种同素异形体。
任何由碳一种元素组成,以球状,椭圆状,或管状结构存在的物质,都可以被叫做富勒烯。 富勒烯与石墨结构类似,但石墨的结构中只有六元环,而富勒烯中可能存在五元环。
1985年Robert Curl等人制备出了C60。1989年,德国科学家Huffman和Kraetschmer的实验证实了C60的笼型结构,从此物理学家所发现的富勒烯被科学界推向一个崭新的研究阶段。
富勒烯的结构和建筑师Fuller的代表作相似,所以称为富勒烯。 初步研究表明,富勒烯类化合物在抗HIV、酶活性抑制、切割DNA、光动力学治疗等方面有独特的功效。
2018年7月,由内蒙古碳谷科技有限公司创建的国内首条吨级富勒烯生产线在内蒙古呼和浩特市正式投产。[1]中文名富勒烯英文名[60]Fullerene别称足球烯;球碳化学式C60 C70 等水溶性溶于常规溶剂应用工业材料,电化学,催化剂,化妆品,抗癌药物等安全性描述无毒。
5.富勒烯产品有什么好处
富勒烯有去皱补水保湿的作用,人体和皮肤的衰老有80%的原因是体内产生过剩zi由基,而zi由基是衰老的一个重要原因。
已经有很多研究和论文证明,富勒烯具有chao强的对抗zi由基的功能,而且跟其他的抗氧化成分不同,富勒烯是中和、转化zi由基,具有chao强的稳定性,能够持续对抗zi由基,zi由基还会导致真皮层胶原蛋白和透明质酸的流失。而富勒烯作为纳米级的小分子,能够深入渗透肌底,促进胶原蛋白的生成,阻止zi由基对DNA和细胞组织的po坏,从根源上防止衰老。
添加了透明质酸的巴基球富勒烯肌底液更是能补充体内缺失的透明质酸,增强皮肤补水保湿的功能,调节水油平衡,使皮肤更加健康。