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富勒烯结构
C60是高度的Ih对称,高度的离域大π共轭,但不是超芳香体系,他的碳谱只有一条谱线,但是它的双键是有两种,它有30个六元环与六元环交界的键,叫[6,6]键,60个五元环与六元环交界的键,叫[5,6]键。[6,6]键相对[5,6]键较短,C60的X射线单晶衍射数据表明,[6,6]键长是135.5皮米,[5,6]长键是146.7皮米,因此[6,6]有更多双键的性质,也更容易被加成,加成产物也更稳定,而且六元环经常被看作是苯环,五元环被看作是环戊二烯或五元轴烯。C60有1812种个异构体。C60及其相关C70两者都满足这种所谓的孤立五角规则(IPR)。而C84的异构体中有24个满足孤立五角规则的,而其他的51568个异构体则不满足孤立五角规则,这51568 为非五角孤立异构体,而不满足孤立五角规则的富勒烯迄今为止只有几种富勒烯被分离得到,比如分子中两个五边形融合在的一个蛋形笼状内嵌金属富勒烯Tb3NaC84。或具有球外化学修饰而稳定的富勒烯如C50Cl10,以及C60H8。理论计算表明C60的未占据轨道(LUMO)轨道是一个三重简并轨道,因此它可以得到至少六个电子,常规的循环伏安和差示脉冲伏安法检测只能得到4个还原电势,而在真空条件下使用和的1:5的混合溶剂可以得到六个还原电势的谱图
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富勒烯的物理性质的应用
润滑剂和研磨剂C60具有特殊的圆球形状,是所有分子中圆的分子;另外,C60的结构使其具有特殊的稳定性。在分子水平上,单个C60分子是异常坚硬的,这使得C60可能成为润滑剂的材料。
C60分子一出世,就有人提议用它来作“分子滚珠”,制成润滑剂。
将C60完全氟化得到的C60F60是一种超级耐高温材料,这种白色粉末状物质是比C60更好的优良润滑剂,可广泛应用于高技术领域。另外,C60分子的特殊形状和极强的抵抗外界压力的能力使其有希望转化成为一类新的超高硬度的研磨材料。
一种有希望的方法是将C60直接转化为金刚石,这可通过在室温下加高压来实现。1992年初,法国格雷诺布尔(Grenoble)低温研究中心的雷古埃罗等人在英国《自然》杂志上报道,通过在室温下对C60分子施以压强达200亿帕的快速非静压,可将其瞬间转化为大量人工钻石晶体。雷古埃罗等已为这种由C60快速有效生产金刚石的方法申请了,这使得C60可作为一种研磨材料而具有潜在应用价值,人们可以采用或其他冲击波的方法对富勒烯施加高压,生产出符合工业标准的低成本金刚石。 CVD金刚石膜 富勒烯的另一潜在的应用是它们可作为金刚石薄膜生长的均匀成核位置而起重要作用。
富勒烯化学性质的应用
富勒烯电化学
C60具有对称的足球结构,反应在其电子能级上具有较高的简并度.理论计算表明,C60分子的电子能级简并度可达五重。
C60的未占据分子轨道(LUMO)是三重简并的tlu态,使得C60具有很高的电负性,它能够接受电子而形成带负电子的阴离子。高度结构对称性与分子轨道简并度结合起来,使得C60分子具有非常丰富的氧化还原性质。
由于C60分子具有较高的电离势(C60的电离能约为7.6eV),因此一般说来,C60的电化氧化是较为困难的,虽然也有人报道C60和C70的电化学不可逆氧化反应,但更常见的是富勒烯的电化还原.豪夫勒(R. E. Haufler)和斯莫利等首先采用循环伏安特性方法在溶液中产生了离子形式的C60。
他们在实验中使用了玻璃状碳钮扣电池,并用铂丝作为反电极。C60进行的这个还原反应是可逆的,显示出使用电化学方法生产稳定的“富勒烯化合物(fulleride)”盐的可能性。
面膜代加工注意事项?
面膜的真正名字叫或者是各种名称的敷料,是属于器械的一种。
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