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《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
    • 适用学校:不限
    • 所需点数:0点(会员免费)
    • 资料来源:收集
    • 资料作者:
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    • 更新时间:2009-05-04 14:14:25
    • 上传时间:2009-05-04 14:15:15
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  • ※资料简介※
  • 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°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60π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C60C60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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