《第二节 分子晶体与原子晶体》素材--碳60（新人教版选修3）

• ※基本信息※
• • 资料类型：教(学)案
  • 教材版本：人教版
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  • 更新时间：2009-05-04 14:14:25
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• ※资料简介※

• 碳60

   

   

   

  C60的结构与足球相似

  　　近年来，科学家们发现，除金刚石、石墨外，还有一些新的以单质形式存在的碳。其中发现较早并已在研究中取得重要进展的是C₆₀分子。

  　　C₆₀分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。

  　　C₆₀是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。其相对分子质量为720。

  　　处于顶点的碳原子与相邻顶点的碳原子各用sp²杂化轨道重叠形成σ键，每个碳原子的三个σ键分别为一个五边形的边和两个六边形的边。碳原子的三个σ键不是共平面的，键角约为108°或120°，因此整个分子为球状。每个碳原子用剩下的一个p轨道互相重叠形成一个含60个π电子的闭壳层电子结构，因此在近似球形的笼内和笼外都围绕着π电子云。分子轨道计算表明，足球烯具有较大的离域能。

  　　足球烯是美国休斯顿赖斯大学的克罗脱(Kroto,H.W.)和史沫莱(Smalley,R.E.)等人于1985年提出的。他们用大功率激光束轰击石墨使其气化，用1MPa压强的氦气产生超声波，使被激光束气化的碳原子通过一个小喷嘴进入真空膨胀，并迅速冷却形成新的碳原子，从而得到了C₆₀。C₆₀的组成及结构已经被质谱、X射线分析等实验所证明。此外，还有C₇₀等许多类似C₆₀的分子也已被相继发现。

  　　我国北京大学化学系和物理系研究小组也研制出C₆₀分子。目前，人们对C₆₀分子的结构和反应的认识正在不断深入，它应用于材料科学、超导体等方面的研究正在进行中。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

   

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