Związki endohedralne

Fulereny mają wystarczająco dużą średnicę wewnętrzną, by zmieściły się w nich nawet największe atomy pierwiastków chemicznych. Takie związki określa się jako endohedralne i opisuje wzorem A@Cn. Można je wytworzyć w łuku elektrycznym lub w wyniku laserowego odparowania domieszkowanego grafitu. Tak zsyntetyzowano: M@Cn, gdzie M = Na, K, Rb, Cs, La, Sc, Eu, a n = 60, 70, 74, 82; M2@Cn, gdzie M = Sc, La, Y, Ce, Pr, a n = 82, 84 oraz M3@Cn z M = Sc, La, n = 74, 82, 106, 112. Odparowując grafit w atmosferze pentakarbonylku żelaza Fe(CO)5, wytworzono Fe@C60. Atomy helu, neonu, argonu, kryptonu i ksenonu wprowadzono do fulerenów w wyniku zderzeń wiązek fulerenów z wiązkami atomów tych gazów. Fulereny endohedralne wytworzono także metodą bombardowania cienkich warstw fulerenów C60 lub C70 jonami Li, Na, K, Rb, N, P o niskiej energii (~40 eV). Związki A@Cn są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, można zatem wyekstrahować je w czystej postaci w makroskopowych ilościach. Obce atomy w fulerenach na ogół nie zajmują pozycji centralnej i przekazują ładunek fulerenom, np. lantanofuleren występuje jako La+3@C82-3, natomiast atomy azotu i fosforu w C60 pozostają obojętne w stanie spinowym S = 3/2 i zajmują pozycję centralną. Fuleren całkowicie izoluje aktywny atom azotu lub fosforu w N@C60 i P@C60 przed wchodzeniem w reakcje chemiczne, nawet podczas reakcji addycji do otaczającego C60. Endohedralne fulereny są trwałe termicznie; np. NaC60 zaczyna uwalniać azot dopiero w temp. ~763°C, metalofulereny poddane pirolizie sukcesywnie tracą dimery C2, aż do osiągnięcia rozmiarów, przy których molekuła rozpada się, np. dla potasu ta wielkość graniczna wynosi C44, a dla cezu C48.

Przewiduje się, że niektóre związki endohedralne mogą być trójwymiarowymi organicznymi przewodnikami prądu elektrycznego z możliwymi zastosowaniami w medycynie, elektronice czy optyce.

Teraz do 20% taniej w Księgarni PWN

Pedagogika. T. 1-2
Pedagogika. T. 1-2cena juz od 63,80zamów
Podstawy ekonomii
Podstawy ekonomiicena juz od 47,90zamów
Podstawy fizyki. T. 1-5
Podstawy fizyki. T. 1-5cena juz od 219,60zamów
Copyright © 1997-2024 Wydawnictwo Naukowe PWN SA
infolinia: 0 801 33 33 88