C70 풀러렌
C70 fullerene | |
| 이름 | |
|---|---|
| 선호 IUPAC 이름 (C-D705h(6))[5,6]풀레렌[1] | |
| 기타 이름 풀레렌-C70, 럭비발렌 | |
| 식별자 | |
| |
3D 모델(JSmol) | |
| 체비 | |
| 켐스파이더 | |
| ECHA InfoCard | 100.162.223  |
펍켐 CID | |
CompTox 대시보드 (EPA) | |
| 특성. | |
| C70 | |
| 어금질량 | 840.770 g·190−1 |
| 외관 | 다크 니들 유사 결정체 |
| 밀도 | 1.7 g/cm3 |
| 녹는점 | 850 °C에서 승화하다. |
| 물에 용해되지 않는 | |
| 밴드 갭 | 1.77 eV[2] |
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다. | |
 이버라이시  (?) | |
| Infobox 참조 자료 | |
C70 풀러렌은 70개의 탄소 원자로 구성된 풀러렌 분자다. 럭비공을 닮은 케이지 모양의 퓨즈 링 구조로 각 폴리곤의 정점에 탄소 원자가 있고 각 폴리곤 가장자리를 따라 결합되어 있다. 버크민스터풀레렌(C60 fulllerene)이라는 이름의 관련 풀러렌 분자는 60개의 탄소 원자로 구성되어 있다.
그것은 해롤드 크로토, 제임스 R에 의해 1985년에 처음으로 의도적으로 준비되었다. 라이스 대학의 히스, 숀 오브라이언, 로버트 컬, 리처드 스말리. 크로토, 컬, 스말리는 새장 같은 풀레네를 발견하는 데 기여한 공로로 1996년 노벨 화학상을 받았다. 이 이름은 버크민스터 풀러에 대한 경의를 표하는 것으로, 버크민스터 풀러의 지질학적 돔은 이 분자들을 닮았다.[4]
역사
버키볼 분자에 대한 이론적 예측은 1960년대 후반에서 1970년대 초반에 나타났지만 대부분 눈에 띄지 않았다.[5] 1970년대 초, 불포화 탄소 구성의 화학은 해리 크로토와 데이비드 월튼이 이끄는 서섹스 대학의 한 그룹에 의해 연구되었다. 1980년대에 텍사스주 라이스 대학에서 리처드 스말리와 밥 컬에 의해 이러한 물질들을 격리시키기 위한 기술이 개발되었다. 그들은 원자의 군집을 만들기 위해 적합한 대상의 레이저 기화법을 사용했다. 크로토는 흑연 표적을 사용함으로써 그것을 깨달았다.[6]
C는70 1985년 로버트 컬, 해롤드 크로토, 리처드 스몰리에 의해 발견되었다. 흑연의 레이저 증발을 사용하여 Cn 군집(n > 20으로 짝수 n인 경우)을 찾았는데, 그 중 가장60 흔한 것이 C 군집과 C 군집이었다70. 이 발견으로 그들은 1996년 노벨 화학상을 받았다. 과학자들은 정체불명의 성간 물질을 복제하고 특성화하기 위해 탄소 플라스마(plasmas)를 생산하는 것을 목표로 하고 있었기 때문에 버키볼의 발견은 우연한 일이었다. 제품의 질량 분광 분석은 스피로이드 탄소 분자의 형성을 나타냈다.[5]
합성
1990년 K. 포스티로풀로스, W. 크래치머, D. R. 허프먼은 그램으로 풀레네를 생산하는 간단하고 효율적인 방법을 개발하여 풀레네 연구를 촉진시켰다. 이 기법에서 탄소 그을음은 두 개의 고순도 흑연 전극에서 불활성 대기(헬리움 가스)에서 그들 사이의 아크 방전을 점화시켜 생성된다. 대신에 그을음은 흑연의 레이저 절연 또는 방향족 탄화수소의 열분해로 생성된다. 풀레네는 다단계 절차를 사용하여 그을음에서 추출된다. 첫째, 그을음은 적절한 유기 용매에 용해된다. 이60 단계에서는 C의 최대 70%, C의70 15% 및 기타 풀렌을 포함한 용액을 산출한다. 이러한 분수는 크로마토그래피를 사용하여 분리된다.[7]
특성.
분자
C70 분자는 D5h 대칭성을 가지며, 각 폴리곤의 정점에 탄소 원자와 각 폴리곤 가장자리를 따라 결합한 37면(헥사곤 25개, 펜타곤 12개)을 포함한다. 그것의 구조는 C60 분자(20헥사곤, 12펜타곤)와 비슷하지만 적도에 5헥사곤의 벨트가 삽입되어 있다. 분자는 0.137nm에서 0.146nm 사이의 8개의 결합 길이를 가진다. 구조물의 각 탄소 원자는 다른 3개의 탄소 원자와 균일하게 결합된다.[8]
산화는70 되돌릴 수 없는 반면 C는 6번의 가역, 1전자를 C로6−
70 줄일 수 있다. 1차 감소를 위해서는 약 1.0V(Fc/Fc+
)가 필요하며, 이는 C가70 전자 수용체임을 나타낸다.[9]
해결책
풀레네는 톨루엔과 같은 많은 방향제나 이황화탄소와 같은 다른 방향제에는 조금이나마 용해되지만 물에는 용해되지 않는다. C의70 용액은 적갈색이다. C의70 밀리미터 크기의 결정체는 용액으로부터 자랄 수 있다.[11]
고체
고체 C는70 실온에서 단색, 육각형, 림보상, 얼굴 중심의 입방체(fcc) 다형체로 결정된다. FCC 단계는 70 °C 이상의 온도에서 더 안정적이다. 이러한 단계의 존재는 다음과 같이 합리화된다. 고형에서 C70 분자는 전체 대칭이 상대적 방향에 따라 달라지는 FCC 배치를 형성한다. 저대칭 단신형은 분자 회전이 온도나 스트레인에 의해 잠길 때 관찰된다. 분자의 대칭 축 중 하나를 따라 부분 회전하면 더 높은 육각형 대칭 또는 회전 대칭이 나타나는데, 이는 분자가 자유롭게 회전하기 시작하면 입방 구조로 변한다.[2][12]
C는70 1.77 eV의 밴드갭으로 갈색 결정을 형성한다.[2] 대기에서 고체로 산소가 확산되면서 전도성이 기인하는 n형 반도체다.[13] FCC C70 고체의 단위 셀은 4개의 팔면 부위와 12개의 사면 부위의 공극을 포함한다.[14] 그것들은 불순물 원자를 수용하기에 충분히 크다. 알칼리 금속과 같은 전자 기증 원소를 이들 공극으로 도핑하면 C는70 최대 2S/cm의 전도성을 가진 도체로 변환한다.[15]
참조
- ^ International Union of Pure and Applied Chemistry (2014). Nomenclature of Organic Chemistry: IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013. The Royal Society of Chemistry. p. 325. doi:10.1039/9781849733069. ISBN 978-0-85404-182-4.
- ^ Jump up to: a b c "Rotational Dynamics in C70: Temperature- and Pressure-Dependent Infrared Studies". The Journal of Physical Chemistry C. 115 (9): 3646–3653. 2011. doi:10.1021/jp200036t.
- ^ Eiji Ōsawa (2002). Perspectives of fullerene nanotechnology. Springer. pp. 275–. ISBN 978-0-7923-7174-8. Retrieved 26 December 2011.
- ^ 보도 자료. 노벨상 재단. 1996년 10월 9일
- ^ Jump up to: a b 카츠로363번길
- ^ 카츠로368번길
- ^ 카츠, 369–370
- ^ "Fullerenes, nanotubes, onions and related carbon structures". Materials Science and Engineering: R. 15 (6): 209–262. 1995. doi:10.1016/S0927-796X(95)00181-6.
- ^ 버크민스터풀레렌, C60. 브리스톨 대학교. Chm.bris.ac.uk (1998-10-13). 2011년 12월 25일 검색됨
- ^ Bezmel'nitsyn, V.N.; Eletskii, A.V.; Okun', M.V. (1998). "Fullerenes in solutions". Physics-Uspekhi. 41 (11): 1091. Bibcode:1998PhyU...41.1091B. doi:10.1070/PU1998v041n11ABEH000502.
- ^ Talyzin, A.V.; Engström, I. (1998). "C70 in Benzene, Hexane, and Toluene Solutions". Journal of Physical Chemistry B. 102 (34): 6477. doi:10.1021/jp9815255.
- ^ Jump up to: a b "The structure of different phases of pure C70 crystals" (PDF). Chemical Physics. 166 (1–2): 287–297. 1992. Bibcode:1992CP....166..287V. doi:10.1016/0301-0104(92)87026-6. hdl:2066/99047.
- ^ "Relationships between crystallinity, oxygen diffusion and electrical conductivity of evaporated C70 thin films". Solid State Sciences. 4 (8): 1009–1015. 2002. Bibcode:2002SSSci...4.1009F. doi:10.1016/S1293-2558(02)01358-4.
- ^ 카츠로372번길
- ^ "Conducting films of C60 and C70 by alkali-metal doping". Nature. 350 (6316): 320–322. 1991. Bibcode:1991Natur.350..320H. doi:10.1038/350320a0.
참고 문헌 목록
- Katz, E. A. (2006). "Fullerene Thin Films as Photovoltaic Material". In Sōga, Tetsuo (ed.). Nanostructured materials for solar energy conversion. Elsevier. pp. 361–443. ISBN 978-0-444-52844-5.
