Wat zijn enkele eigenschappen van een Buckyball?

February 3


Wat zijn enkele eigenschappen van een Buckyball?

In de natuur is pure koolstof gevonden in twee bekende vormen, of allotropen: diamant en grafiet. In 1985 echter wetenschappers ontdekt dat zuivere koolstof kan worden geïnduceerd een nog ongebruikelijke structuur, Buckminsterfullerene of buckyball vormen. Esoterische als ze ook mogen lijken, buckyballs beschikken over een aantal ongewone eigenschappen die hen van belang zijn voor chemici.

Structuur

De fullerene buckyball is de roundest molecule aan de wetenschap bekend. Elke buckyball bevat precies zestig koolstofatomen in een structuur die lijkt op een holle voetbal. Elk koolstof in het raamwerk is verbonden met drie andere. De bindingen tussen de koolstofatomen 20 zeszijdige zeshoeken en 12 vijfhoekige vijfhoeken. Het is de kleinste fullereen waarin geen twee vijfhoeken delen een rand. Wetenschappers hebben ook kunnen grotere of kleinere fullerenen met verschillende aantallen koolstofatomen prepareren; deze nemen verschillende vormen, maar zijn veel minder stabiel. De meest stabiele vorm van fullerene is de C60 variëteit.

Geleidingsvermogen

Vaste stoffen gemaakt van pure buckyballs zijn kristallen die ofwel fungeren als isolatoren die geen elektriciteit of halfgeleiders wiens geleidbaarheid neemt toe met toenemende temperatuur geleiden. Als de buckyballs gedoteerd met bepaalde metalen zoals kalium of rubidium kan de buckyball vaste stroom geleiden. Als ze gedoteerd met organische reductiemiddelen, kunnen zij ferromagnetische worden (dat wil zeggen permanent gemagnetiseerd door een magnetisch veld), dat een bizar gedrag voor een niet-metaal.

Crystal Properties

De kristalvorm van buckminsterfullerene zacht zoals grafiet, waarin verschillende lagen kunnen langs elkaar schuiven. Als buckminsterfullerene vaste gecomprimeerd echter wordt het heel moeilijk. Zij kunnen in hexagonale of kubische kristalvormen. De brekingsindex van een buckyball kristal (dat wil zeggen de verhouding tussen de lichtsnelheid in het kristal de lichtsnelheid in vacuüm) 2,2, vergeleken met 2,42 voor diamant. De dichtheid van vaste buckminsterfullerene 1,65 gram per kubieke centimeter.

Andere eigenschappen

De inwendige diameter van de moleculaire "kooi" gevormd door de buckybal is 7.11 Angstrom, waar een Angstrom is 10 miljardste van een meter --- groot genoeg, in feite, dat in sommige experimenten wetenschappers in staat zijn geweest om val atomen van andere elementen binnen deze "kooi". De koolstofatomen in de vijfhoekige ringen worden niet dubbel gebonden, zodat elektronen niet volledig gedelokaliseerd over het gehele kader. Bijgevolg buckyballs gedragen als dubbel-gebonden koolstofverbindingen met een tekort aan elektronen, en ze reageren gemakkelijk met vele elektronenrijke verbindingen.