Question

Опишите пожалуйста физические свойства Фуллерена

Answer 1

Фуллериты

Конденсированные системы, состоящие из молекул фуллеренов, называются фуллеритами. Наиболее изученная система такого рода — кристалл С60, менее — система кристаллического С70. Исследования кристаллов высших фуллеренов затруднены сложностью их получения.

Атомы углерода в молекуле фуллерена связаны σ- и π-связями, в то время как химической связи (в обычном смысле этого слова) между отдельными молекулами фуллеренов в кристалле нет. Поэтому в конденсированной системе отдельные молекулы сохраняют свою индивидуальность (что важно при рассмотрении электронной структуры кристалла). Молекулы удерживаются в кристалле силами Ван-дер-Ваальса, определяя в значительной мере макроскопические свойства твёрдого C60.

При комнатных температурах кристалл С60 имеет гранецентрированную кубическую (ГЦК) решётку с постоянной 1,415 нм, но при понижении температуры происходит фазовый переход первого рода (Ткр≈260 К) и кристалл С60 меняет свою структуру на простую кубическую (постоянная решётки 1.411 нм). При температуре Т > Ткр молекулы С60 хаотично вращаются вокруг своего центра равновесия, а при её снижении до критической две оси вращения замораживаются. Полное замораживание вращений происходит при 165 К. Кристаллическое строение С70 при температурах порядка комнатной подробно исследовалось в работе. Как следует из результатов этой работы, кристаллы данного типа имеют объёмноцентрированную (ОЦК) решётку с небольшой примесью гексагональной фазы.

Фуллериты

Конденсированные системы, состоящие из молекул фуллеренов, называются фуллеритами. Наиболее изученная система такого рода — кристалл С60, менее — система кристаллического С70. Исследования кристаллов высших фуллеренов затруднены сложностью их получения.

Атомы углерода в молекуле фуллерена связаны σ- и π-связями, в то время как химической связи (в обычном смысле этого слова) между отдельными молекулами фуллеренов в кристалле нет. Поэтому в конденсированной системе отдельные молекулы сохраняют свою индивидуальность (что важно при рассмотрении электронной структуры кристалла). Молекулы удерживаются в кристалле силами Ван-дер-Ваальса, определяя в значительной мере макроскопические свойства твёрдого C60.

При комнатных температурах кристалл С60 имеет гранецентрированную кубическую (ГЦК) решётку с постоянной 1,415 нм, но при понижении температуры происходит фазовый переход первого рода (Ткр≈260 К) и кристалл С60 меняет свою структуру на простую кубическую (постоянная решётки 1.411 нм). При температуре Т > Ткр молекулы С60 хаотично вращаются вокруг своего центра равновесия, а при её снижении до критической две оси вращения замораживаются. Полное замораживание вращений происходит при 165 К. Кристаллическое строение С70 при температурах порядка комнатной подробно исследовалось в работе. Как следует из результатов этой работы, кристаллы данного типа имеют объёмноцентрированную (ОЦК) решётку с небольшой примесью гексагональной фазы.

Answer 2

Фуллерены - это молекулярные структуры, состоящие из атомов углерода, упорядоченно организованных в форме полых сфер или эллипсоидов. Наиболее распространенным и хорошо изученным фуллереном является C60, который состоит из 60 атомов углерода, соединенных в форме икосаэдра. Фуллерены обладают рядом уникальных физических свойств:

1. Молекулярная структура: Фуллерены имеют сферическую или эллипсоидную форму. Их структура состоит из шестиугольных и пятиугольных плоскостей, соединенных взаимно смежными углеродными атомами. Это обеспечивает им высокую стабильность.

2. Размер и масса: Фуллерены имеют относительно большие размеры, с диаметром порядка нескольких нанометров. Масса C60 фуллерена составляет примерно 720 атомных единиц.

3. Устойчивость: Фуллерены обладают высокой химической и термической стабильностью. Они устойчивы к окружающей среде, а также к высоким температурам и агрессивным химическим реактивам.

4. Электронные свойства: Фуллерены обладают интересными электронными свойствами. Они могут вести себя как полупроводники или изоляторы, в зависимости от своей структуры и конфигурации.

5. Фотоэлектрические свойства: Фуллерены обладают способностью поглощать свет и генерировать электрический ток. Это делает их полезными в фотоэлектрических приложениях, таких как солнечные элементы.

6. Магнитные свойства: Некоторые виды фуллеренов обладают магнитными свойствами. Они могут быть магнитными или парамагнитными, в зависимости от взаимного расположения спинов электронов.

7. Реакционная способность: Фуллерены могут образовывать химические соединения с другими веществами, что делает их полезными в раз