Fullerenlar. Nanotrubkalar va nanotolalar

Fullerenlar. Nanotrubkalar va nanotolalar Nanoximiyada uglerodning ahamiyati juda ktta, fullerenlar va nanoquvurlarning kashf etilishi ham ko'p jihatdan ana shunga bog'liq. Fullerenlar - shakliga ko'ra futbol to'pini eslatadigan sharsimon karkas strukturali 40 tadan ko'proq uglerod atomlaridan iborat klasterlardir. 1985-yilda Robert Kerl, Garold Kroto va Richard Smollilar kutilmaganda tubdan yangi uglerodli birikma -fullerenni ochdilar. Fullerenlarning noyob xossalari ularga juda katta qiziqishni keltirib chiqardi. 1996-yilda ularga Nobel mukofoti topshirildi. Fulleren molekulasi asosi ugleroddir - bu noyob kimyoviy element ko'pchilik elementlar bilan birikib turli tarkib va qurilishga ega molekulalar hosil qilish xossalariga ega. Maktab kimyo kursidan bizga ma'lumki, uglerod 2 ta asosiy allotrop holatga ega: grafit va olmos. Fulleren ochilishi bilan uglerod yana bir allotrop holatga ega bo'ldi deyishimiz mumkin. Biz ana shu grafit, olmos va fulleren molekulalari tuzilmalarini ko'rib chiqaylik. Grafit qatlamli tuzilishga ega. Uning har bir qatlami to'g'ri olti burchaklardagi bir-biriga kovalent ravishda bog'langan uglerod atom- laridan iborat. Qo'shni qatlamlar kuchsiz Van-der-Vaals kuchlari bilan bir-biriga bog'lanib turadi. Bunga misol qilib oddiy qalamni ko'rsatishimiz mumkin - siz grafitli sterjenni qog'oz ustida yurgizsangiz, qatlamlar asta-sekin bir biridan ajraladi va qog'ozda iz qoldirishadi Olmos uch o'lchamli tetraedrik tuzilishiga ega. Uglerodning har bir atomi qolgan to'rttasi bilan kovalent ravishda bog'langan, Barcha atomlar kristall panjarada bir- biridan bir xil masofada (154 nm) joylashgan. Ular har biri boshqalari bilan to'g'ri kovalent bog'langan va kristallda bitta yirik makromolekula hosil qiladi. C-C kovalent bog'lanishlarning yuqori energiyasi hisobiga olmos juda mustahkam va nafaqat qimmatbaho tosh, balki metall kesuvchi va silliqlovchi uskunalar tayyorlash uchun ham xomashyo sifatida ishla- tiladi. Fullerenlar o'z nomlanishini arxitektor Bakminster Fuller sha'niga olishgan, u bunday strukturalarni arxitekturada foydalanish uchun yaratgan (shuning uchun ularning yana bakibolalar deb ham atashadi). Fulleren futbol to'piga juda o'xshovchi, 5-6 burchak shaklli yamoqlardan tuzilgan karkas tuzilishiga ega. Bu ko'pyoqlar uchida uglerod atomlari joylashgan deb tasavvur qilsak, unda biz eng barqaror bo'lgan C60 fuilerenini olamiz. Eng taniqli hamda fullerenlar oilasining eng simmetrik bo'lgan vakili C60 molekulasida oltiburchaklilarning soni 20 ga teng. Bunda har bir beshburchak faqat oltiburchakli bilan chegaralashgan, har bir oltiburchak oltiburchaklilar bilan 3 ta umumiy tomonga va 3 ta besh- burchaklar bilan umumiy tomonga ega C60 Fulleren molekulasi tuzilishining qizig'i shundaki, bunday uglerod to'pining ichida bo'shliq hosil bo'ladi, unga kapillar xususiyatlari hisobiga boshqa materiallarning atom va molekulalarini kiritish mumkin, bu esa ularga, masalan, ularning xavfsiz ko'chirish imkonini beradi. Fullerenlarni o'rganish davomida uning tarkibida uglerod atomlari soni turlicha - 36 tadan 540 tagacha bo'lgan molekulalari sintez qilindi va o'rganildi. C540 Ammo uglerodli karkas tuzilmalar ...