1.«Фуллерен» терминінің қалыптасуын түсіндіріңіз
Алғашқы фуллеренді, яғни осы қосылыстар класының өкілі бакминстерфуллерен (C60) 1985 жылы Райс Университетінде (Хьюстон, штат Техас, АҚШ) Ричард Смолли, Роберт Керл, Джеймс Хит, Шон О'Брайен және Гарольд Крото графитті лазерлі сәулелендіру арқылы плазманы синтездеу жолымен алды. 1990 жылы В. Кретчер және Д.Р. Хоффман қатты фуллерендерді микрокристалдар түрінде синтездеп алды. Фуллерендер – көміртегінің аллотроптық формалар классына кіретін молекулалық қосылыстар (алмаз, графит және карбин).
КӨМІРТЕГІ — ЖЕР шарындағы ең көп тараған (12 мен 70 жастағы адам денесіндегі көміртегі құрамы 21% жетеді). Көміртектің табиғаттағы күрделі молекулалық құрлысына байланысты әртүрлі болып келеді. Мысалы: графит (қарандаштың өзегі), алмаз, карбин, фуллерен, көміртекті талшық, наноталшық, нанотүтік және т.б. Молекуалық құрылысы қатаң заңдылықтармен құралатын фуллерен иілгіш темірден қатты зат. 1996 жылы Англия мен Американың химиктері Гарольд Крото, Ричард Смолли, и Роберт Керл әлемдегі керемет жаңалық фуллеренді ашып Нобелдік сыйлығын алды. Фуллерен молекуласы 20 алты бұрышты және 12 бес бұрышты атомдардан құралған футбол добына ұқсас болады (өлшемі метрден миллиард есе кіші). Бұл тұрақты форманы С60 фуллерені деп атайды. Доп сияқты формадағы фуллеренді тасымалдағыш қорап ретінде қолданса өте тиімді және өте қауіпсіз қорапша болады. Себебі ол сыртқы ортамен еш қандай байланысқа (химиялық және физикалық) түспейді. ИЮПАК ұсынысы бойынша фуллерендер дегеніміз үш рет координирленген көміртек атомдарынан ғана тұратын тұйық сфера тәрізді көпбұрыштар, oлар 12 пентагональді (n-10)/2 гексагональді (n>20) бұрыштардан тұрады. Олар [60] фуллерен [70] фуллерен деп аталады. Кез келген үш рет координацияланған көміртектен құралған тұйық сфералық көпбұрыштар квазифулллерендер деп аталады.
2.Фуллерендердің құрамы мен құрылысы қандай?
Алғашқы фуллеренді, яғни осы қосылыстар класының өкілі бакминстерфуллерен (C60) 1985 жылы Райс Университетінде (Хьюстон, штат Техас, АҚШ) Ричард Смолли, Роберт Керл, Джеймс Хит, Шон О'Брайен және Гарольд Крото графитті лазерлі сәулелендіру арқылы, плазманы синтездеу жолымен алды. 1990 жылы В. Кретчер және Д.Р. Хоффман қатты фуллерендерді микрокристалдар түрінде синтездеп алды. Фуллерендер – көміртегінің аллотроптық формалар классына кіретін молекулалық қосылыстар (алмаз, графит және карбин). Фуллерен молекуласы 20 алты бұрышты және 12 бес бұрыштыатомдардан құралған футбол добына ұқсас болады (өлшемі метрден миллиард есе кіші). Бұл тұрақты форманы С60 фуллерені деп атайды. Доп сияқты формадағы фуллеренді тасымалдағыш Фуллерендер көміртек атомының саны n=30-120 болатын қуыс сфералы кластерлер. С60,C70,C76 және тағы басқа фуллерендер жеткілікті мөлшерде алынатыны белгілі. С60 формасы ең тұрақтысы және тағы басқа фуллерендер жеткілікті мөлшерде алынатыны белгілі
Фуллереннің ионизация потенциалы-7,6эв, электронға тартқыштық- 2,6-2,8эв. C2 “жұлып алу” және C 58 түзілуінің диссоциация энергиясы- 4,6эв.
С70 фуллерені жоғары температураға дейін қатты күйде сақталады sub H0 298.15 =200.3 кДж/моль. Газды ортада түзілу энталпиясы f H0 =2755 кДж/моль, С70 қаныққан буының қысымы: lnP(кПа)=19,3-22835/T (температураТ=1100К болғанда р=200 Па). Осылай, фуллерендерді жинайтын жазықтық Т<800К С60 үшін және Т<900 К С70 үшін. Керісінше конденсацияны болдырмау жазықтық температурасы С60 үшін Т>1100 К және С70 үшін Т>1200 К болу шарт.
С60 молекуласы өзінің термиялық тұрақтылығын 1700 К дейін сақтайды, жоғары температураларда ол баяу ыдырайды. Т=1720 К болғанда ыдырау жылдамдығының константасы р =10 с-1 тең, ал Т=1970К -р =300 с-1