C1
D2
C2
Th
C2
Cs
Rezyume
Cs
C1
D2
28-rasm Yuqori fullerenlarning eng kam energiyali tuzilishi uchun eng yaxshi nomzodlar (C112 dan C120
gacha). Izomer raqami va nuqta guruhi berilgan (Shao va boshqalarning ruxsati bilan qayta nashr etilgan.
39
(2007).
Mualliflik huquqi 2007 Amerika Kimyo Jamiyati)
Uglerodning asosiy strukturaviy, elektron va kimyoviy xossalari...
C112:3336
C120:4811
C118:7308
C116:6061
C112:3189
C112:3299
C120:10243
C120:10253
C118:7924
C114:4462
C100 izomerlari yuqorida aytib o'tilgan yarim empirik va molekulyar mexanika (MM3)
usullari
yordamida o'rganilgan. Tizimli nazariy hisob-kitoblar D2 nuqta guruhiga (izomer
449) ega
bo'lgan izomerni barcha qo'llaniladigan usullar bo'yicha eng past energiya sifatida bashorat
qildi (Zhao va boshq.
2004a).
Shao va boshqalar. fullerenlarning C38 dan C80 gacha va C112 dan C120 gacha bo'lgan
eng past energiyali izomerini qidirdi. Birinchi to'plam uchun (C38 dan C80 gacha) barcha
IPR va barcha IPR bo'lmagan izomerlar ko'rib chiqildi va fullerenlarning ikkinchi to'plami
(C112 dan C120) uchun faqat IPRni qondiruvchi izomerlar ko'rib chiqildi. Shunday qilib,
yarim empirik zichlik funktsional asoslangan mahkam bog'lash (DFTB) usuli va DFT da bir
nuqtali energiya hisob-kitoblarida optimallashtirish uchun molekulalarning katta to'plami
olingan (Shao va boshq.
2007).
Ma'lumki, katta HOMO-LUMO bo'shlig'i va yuqori
simmetriyaga ega fulleren eng kam energiyali tuzilma bo'lishi shart emas.
HOMO-LUMO
bo'shlig'ining pasayish tendentsiyasi fulleren hajmining oshishi bilan qayd etilgan (Shao va
boshq.
2006, 2007).
C38 dan C80 gacha fullerenlar qatoridagi past yotqizilgan izomerlarda
kutilmagan tarzda beshburchak qo'shnilik kuzatildi (Shao va boshq.
2007).
Keng qamrovli hisoblash tadqiqotida Shao va boshqalar. 20 ta izomerni eng kam
energiyali tuzilmalar uchun eng yaxshi nomzod sifatida aniqladi. 20 ta izomer orasida nisbiy
energiyasi 1 kkal/mol dan kam bo'lgan 10 ta izomer
28
-rasmda tasvirlangan (Shao va
boshq.
2007).
Shunday qilib, bu 10 izomerni tajribada kuzatish mumkin. Ushbu 10 izomer
uchun 13C NMR kimyoviy siljishlari hisoblab chiqilgan. Nazariy tadqiqot shuni ko'rsatdiki,
C116: 6061 laboratoriyada C112 dan C120 gacha bo'lgan
boshqa yuqori fullerenlarga
qaraganda osonroq ajratilishi va tavsiflanishi mumkin (Shao va boshq.
2007).
Boshqa
tadqiqotda Shao va boshqalar. DFTB va DFT yordamida tizimli o'rganish asosida fulleren
C98 dan C110 gacha bo'lgan eng past energiyali izomerlarning ettita eng yaxshi nomzodini taklif qildi.
Machine Translated by Google
Hisoblash tadqiqoti C50 va uning anionlarining past yotqizilgan izomerlari uchun tuzilmalarni,
nisbiy energiyalarni, HOMO-LUMO energiyalarini va HOMO-LUMO bo'shlig'ini yaxshilab o'rganib
chiqdi . D5h simmetriyaga ega C50Cl10 ning hisoblangan IR, Raman, 13C
NMR va UV-Vis
spektrlari xabar qilingan eksperimental ma'lumotlar bilan juda yaxshi muvofiqligini ko'rsatdi.
Pentagon-beshburchak birikmalari fulleren C50 ning D3 va D5h simmetrik izomerlarida qo'shilish
reaktsiyalarining faol joylari ekanligi aniqlandi . C50 (D5h) ning HOMO va LUMO koeffitsientlari
ekvatorial beshburchak-beshburchak sintez joylari atrofida taqsimlanganligi kuzatildi . Bu C50
ning ekvatorial beshburchak-beshburchak sintez joylari atrofida Cl atomlarining bog'lanishi uchun
sabab sifatida berilgan, C50Cl10 hosil qilgan (Lu va boshq.
2004).
Ushbu nazariy tadqiqot eksperimental ravishda kuzatilgan tuzilmalarni to'g'ri bashorat qildi va
nima uchun ajratilgan beshburchak qoidasi fulleren anionlari uchun ko'pincha buzilganligini
tushuntirdi, ammo fulleren kationlari uchun buning aksi topildi (Vang va boshq.
2015b).
Gigant fullerenlar nazariy qiziqishlar mavzusi bo'lgan (Calaminici va boshqalar.
2009;
Dulap va Zope
2006;
Dunlap va boshqalar.
1991 yil;
Gueorguiev va boshqalar.
2004;
Lopez-Urias va boshqalar.
2003 yil;
Zope va boshqalar.
2008).
C180, C240, C320 va C540
gigant
fullerenlarining tuzilishi va barqarorligi yuqori darajadagi zichlikdagi funktsional nazariya hisob-
kitoblari yordamida o'rganildi (Calaminici va boshq.
2009).
VWN funksiyasidan foydalangan
holda olingan yirik fullerenlar uchun uglerod atomiga to'g'rilanmagan bog'lanish energiyasi (eV
da) natijalari
29
-rasmda tasvirlangan . Baza to'plamining superpozitsiyasi xatosini (BSSE) kiritish
hisoblangan bog'lanish energiyasini kamaytiradi, lekin trendni o'zgartirmaydi. Bog'lanish
energiyasining ortib borayotgan tendentsiyasi shuni ko'rsatadiki, katta
fullerenlar hajmi ortib
borishi bilan tobora barqaror bo'ladi. Fullerene C540 olmosga o'xshash bog'lovchi energiyaga
ega, bu esa bunday ulkan fullerenlarni tayyorlash mumkinligiga umid beradi. Biroq, fullerenning
uglerod atomiga bog'lanish energiyasi, C540, grafennikiga qaraganda ancha past (Calaminici va
boshq.
2009).
Gueorguiev va boshqalar. yarim klassik LR-LCAO (atom orbitallarining chiziqli
birikmasi doirasidagi chiziqli javob modeli) yordamida yirik fullerenlar uchun hisob-kitoblarni
amalga oshirdi. Ular HOMO-LUMO bo'shliqlarining qisqarish tendentsiyasini ( C20 dan tashqari)
va fulleren qafasining o'lchamini oshirishda statik qutblanishning sezilarli
darajada oshishini xabar
qilishdi ( 30-
rasm;
Gueorguiev va boshq.
2004).
C2160 atomidagi statik dipol polarizatsiyasi
C60dagidan uch baravar katta ( Dunlap va boshq.
1991).
usullari. Ular C102 (C1:
603) va C108 (D2:
1771) izomerlarini osongina sintez qilish mumkinligini
ta'kidladilar (Shao va boshq.
2006).
Qafasli ulanish va chegara orbitallari tushunchalari keng
kvant kimyoviy hisob-kitoblarini amalga oshirmasdan zaryadlangan fulleren izomerlarining nisbiy
barqarorligini tushunish uchun muhim rol o'ynaydi.
Fullerenes C50 va C50Cl10 B3LYP/6- 31G(d) darajasidan foydalangan holda,
oxirgi
birikmaning eksperimental hisoboti tufayli hisob-kitob asosida o'rganildi (Lu va boshq.
2004).
