一种新物质———“布基球”

<正> 人们早已知道碳元素有两种存在形式,即石墨和金刚石,一软一硬,但都是碳的同素异性体,前者是层状结构,后者碳原子取回面体结构,现在又发现碳的第三种存在形式,即“布基球”——C_(60)、C_(70)等,其中C_(60)是由60个碳原子组成的有60个顶点的多面体结构,并已测得它的x一光照片证明了这一结构。目前已制得碳原子数为60、70、76、84、90的     

C_(60):一种新型的碳素

C_(60)分子的六十个碳原子,组成一个削顶的二十面体,每个碳原子就分布在其顶点上。C_(60)分子又构成了二种晶格类型即立方面心(FCC)和六方密堆积(HCP)结构,生产C_(60)有二种方法:即激光蒸发石墨和直流电弧接触石墨,它们广泛地被用于材料的制备和天文物理研究。     

C_(60)碳分子及其“家族”

1985年9月以美国得克萨斯州休斯敦赖斯大学的化学家理查德·斯莫利(Richand E.Smalley)为首的一个研究小组在用大功率激光轰击石墨靶作碳的汽化试验时,发现了一些由偶数碳原子组成的碳分子。最早发现的是由6O个碳原子组成的C_(6O),其后又发现了C_(70)。现在已知,碳分子有一个庞大的家族。包括,C_(32)、C_(44)、C_(50)、C_(58)、C_(60)、C_(70)、C_(240)、C_(540)、C_(960)……等。最早发现的C_(60)碳分子的结构类似美国建筑设计师设计的一种圆顶建筑结构(由五角形和六角形拼接而成),该设计师叫巴克明斯特·富勒(Buckminster Fuller),所以斯莫利等化学家把这种碳分子命名为“富勒氏球”(Fullerenes)或“布基球”(Bucryball)。C_(60)还能生成种各种化合物。封2彩图上为“富勒氏球”家族。图中,1为“绒毛球或C_(60)H_(60),是一种完全氢化的C_(60),巴克明斯富勒氏化合物;2为“小兔球”,或C_(60)(OSO_4),由伯克利加利福尼亚大学的乔尔·M·霍金斯(Joel M.Hawkins)领导的小组人工合成的;3为“铂芒刺球”(Platinum-Burr Ball),{〔(C_2H_5)_3P〕_2Pt}_6C_(60),由杜邦公司中心的研究和开发部的保罗·J·费根(Paul J.Fagan)和约瑟夫·C·卡拉布雷西(Joseph C.Calabrese)开发出的,为了简化,图中省去了C_2H_5络化物的结构。     

改进中的C60制备方法

碳60(C_(60))是近年来继高温超导材料之后的又一重大科学发现.长期以来,人们一直认为纯碳只有两种晶体形式:层状分子结构的石墨和正四面体结构的金刚石.1985年,美国物理学家克罗托(Kroto)等人发现了一种由60个碳原子组成的球状全碳分子,从而打破了这一传统观念,开辟了一个崭新的研究与应用领域.C_(60)的正式名称是巴克明斯脱富勒烯烃(Buckminsterfullerene),简称富勒烯(Fullerene),也有人把它叫巴基球(Bucyball)或球烯,因为其结构形似足球.C_(60)以其独特的结构与性质,不仅在化学、     

铝掺杂富勒烯储氢研究:氢分子形成双层结构

利用密度泛函理论对铝(Al)掺杂富勒烯(C_(60))体系的储氢性能进行研究.计算结果显示单个Al原子吸附的最佳位置是在C_(60)表面碳五元环的中心位置,并形成稳定的Al-C_(60)团簇结构.当多个Al原子掺杂C_(60)时,12个Al原子吸附在C_(60)的碳五元环正上方具有最低的吸附能,并形成稳定的Al12-C_(60)团簇结构.当氢气与Al掺杂C_(60)的团簇相互作用时,C_(60)上碳原子的吸附使得氢气吸附在Al原子的侧位比吸附在Al原子的顶位更稳定.当多个氢气分子吸附时,102个氢分子形成稳定的双层结构并吸附在Al12-C_(60)上,体系的储氢质量分数能达到16.44%,其中第一层氢分子主要同两个临近的Al原子以及C_(60)相互作用,第二层氢气分子同近邻的Al原子和第一层氢气分子相互作用.     

酚类化合物苯环碳原子的化学位移与其净电荷的关系（ …

用从头算ＲＨＦ／６－３１Ｇ方法对卤代酚苯环碳原子的电荷分布进行量子化学计算,从标准图谱上查阅了这些化合物苯环碳原子的化学位移,氟能使其邻、对位负电荷明显增加,化学位移减小,氯,溴的效应不明显,碘呈现出相反的作用,苯环各碳原子Ｃｉ的化学位移δｉ与其净电荷Ｑｉ值基本呈线性关系,较大的卤素取代基本身起大的电荷屏蔽作用,使邻近碳原子化学位移受到影响,化学位移有助于判断卤代酚类化合物的反应活性,可推测氟代酚     

酚类化合物苯环碳原子的化学位移与其净电荷的关系(Ⅱ)--单卤代酚化合物

用从头算RHF/6-31G*方法对卤代酚苯环碳原子的电荷分布进行量子化学计算,从标准图谱上查阅了这些化合物苯环碳原子的化学位移.氟能使其邻、对位负电荷明显增加,化学位移减小.氯、澳的效应不明显,碘呈现出相反的作用.苯环各碳原子Ci的化学位移δi与其净电荷Qi值基本呈线性关系.较大的卤素取代基本身起大的电荷屏蔽作用,使邻近碳原子化学位移受到影响.化学位移有助于判断卤代酚类化合物的反应活性.可推测氟代酚具有较高的亲核-亲电反应活性.     

我国科学家在二氧化碳电催化还原制乙烯和乙醇方面取得突破

<正>CO_2活化和可控C-C偶联合成两个或多个碳原子(C_(2+))化合物(如乙烯和乙醇)是化学领域极具挑战性的科学难题。相对热催化,电催化经过不同的C-C偶联机理实现CO_2的还原偶联,能更好地调控C-C偶联过程。因此,创制高效催化剂,实现高电流密度、高C_(2+)选择性、高稳定性的"三高"性能,是推进电催化还原CO_2走向实际应用的关键。     

我国科学家在二氧化碳电催化还原制乙烯和乙醇方面取得突破

<正>CO_2活化和可控C-C偶联合成两个或多个碳原子(C_(2+))化合物(如乙烯和乙醇)是化学领域极具挑战性的科学难题。相对热催化,电催化经过不同的C-C偶联机理实现CO_2的还原偶联,能更好地调控C-C偶联过程。因此,创制高效催化剂,实现高电流密度、高C_(2+)选择性、高稳定性的"三高"性能,是推进电催化还原CO_2走向实际应用的关键。     

2-氯-4-硝基苯酚合成的新方法

采用廉价易得的工业原料2-甲氧基-5-硝基苯胺经重氮化、Sandmeyer反应得2-氯-4-硝基苯甲醚,产物与氢氧化钠发生亲核取代反应,经盐酸水解得到2-氯-4-硝基苯酚,该工艺路线简捷,实用.采用Gaussian 98量子化学程序包对2-氯-4-硝基苯甲醚苯环上各碳原子的Mulliken电荷分布进行计算,结果表明与甲氧基相连的苯环上5位碳原子Mulliken电荷分布最高,亲核取代反应的位点应在苯环5位碳原子上,量子化学计算预测了实验结果.     

由60个碳原子组成的球状分子在18K时可能变成超导体

据英国《新科学家》周刊1991年4月27日报道,由60个碳原子组成的“英式足球形状”的分子,如果掺杂少量钾原子,就可以变成为超导体。新泽西州美国电报电话公司贝尔实验室的阿尔特·赫巴德(Art Hebard)和他的同伴发现,C_(60)分子(也叫做“buckyballs”),在18K(-255℃)的温度下,可变成超导体。在以前的实验中,他们已指出,掺杂钾的C_(60)分子在和空气隔离时,可以导电(空气和钾接触时会起化学反应)。一般说,C_(60)分子(buckyball)不导电,因为它们的全部电子都被牢牢地束缚住了。但是当碱金属(例如钾)嵌入C_(60)分子之间的空隙时,就可以改变这种情况,因为钾能贡献出它们的外层电子给碳分子,产生导电带。     

乙氧基在苯乙醚亲电取代反应的定位作用

本文从理论上研究了苯乙醚的电子结构,结果表明,苯乙醚的乙氧基在空间的位置影响苯乙醚的原子电荷分布和能量,从而影响苯乙醚的亲电取代反应。苯乙醚的O-Ph键旋转,形成不同构象之间的最大与最小体系能量值之差ΔE仅0.0094918a.u(5.9562kcal.mol-1)。当C8-O7-C1与苯环垂直时,体系能量E(90)=E(270)=-383.4660041a.u最低,为稳定的优势构象。苯乙醚中乙氧基虽然表现为吸电基,但它的作用使邻、对位碳原子的负电荷比苯环碳原子多,成为亲电取代反应中心,在邻、对位碳原子上较容易被亲电试剂进攻,乙氧基为邻、对位定位基。亲电试剂Me+与苯乙醚反应时,电子效应是影响亲电取代反应的重要因素。     

氨酯型疏水缔合水溶性聚合物的合成

采用自由基胶束聚合的方法合成了侧链上含有两个苯环和长链烷基的氨酯型疏水缔合水溶性聚合物,探讨了不同侧链链长的疏水聚合物及不同表面活性剂下共聚物溶液的增粘效果,当侧链上烷基碳原子数n=8及用十二烷基苯磺酸钠作表面活性剂时,共聚物具有较好的增粘性能。对聚合物的合成条件进行了研究,结果表明合成聚合物的最佳实验条件为:引发剂浓度0.2%,疏水单体摩尔用量0.5%,丙烯酰胺(AM)浓度10%~15%,表面活性剂用量0.75%。     

C/Al复合材料界面表征研究

本文以由真空-高压浸渍法制备的C/Al复合材料为研究对象,考察了界面层微结构、纤维涂层对界面结合及界面反应产物形成的影响。结果表明,在C/Al复合材料界面处局部地区分布有层片状、块状Al_4C_3相,沿铝基体(111)面形核,垂根于C轴方向生长。Al_4C_3晶体中存在一种特殊的亚结构,即内部的亚晶会绕C轴转动60°,使其衍射花样上出现双晶体衍射的特征。该相的生长速率符合Z-t~(1/2)线性增长规律,且受碳原子在Al_4C_3中的扩散     

美国科学家继发现C_(60)和C_(70)碳分子后又发现C_(76)

加利福尼亚的化学家已证实存在称之为“富勒氏球”的空心碳分子家族的第三个成员。前两个成员是高度对称的形状像英式足球的C_(6O)和形状像橄榄球的C_(7O)。而新的碳分子有76个碳原了,形状稍有扭曲。发现这种碳分子的研究小组在本周(1991年9月的第二周)的《自然》杂志上称它是自然界最吸引人的分子结构之一。最简单的“富勒氏球” C_(60)是已知的最对称的分子,它的碳原子总共是6O个,点有等价的位置,这意味着分子的核磁共振谱具有单一的峰值。较复杂的C_(70)的核磁共振谱则具有5个峰值。     

正负离子表面活性剂混合水溶液的表面吸附及胶团形成——十二烷基三羟乙基氯化铵、十二烷基硫酸钠体系和十二烷基三羟乙基氯化铵、八烷基硫酸钠体系

本工作研究了十二烷基三羟乙基氯化铵(C_(12)NE)和十二烷基硫酸钠(C_(12)SNa),十二烷基三羟乙基氯化铵(C_(12)NE)和八烷基硫酸钠(C_8SNa)两体系的正、负离子表面活性剂混合溶液的表面吸附和胶团形成。用液体积法测定了一系列不同比例C_(12)NE～C_(12)SNa、C_(12)NE～C_8SNa混合水溶液在25℃、总离子强度为0.1000m时的表面张力,用Gibbs公式计算了总吸附量和分吸附量。另外,初步探索了混合溶液的某些胶团性质。结果表明: 1.正、负离子表面活性剂混合物具有较高的表面活性。等摩尔C_(12)NE～C_(12)SNa混合溶液的cmc为4.0×10~(-5)m,分别为单个C_(12)SNa、C_(12)NEcmc的1/208和1/240。等摩尔C_(12)NE～C_8SNa混合溶液的cmc为7.4×10~(-4)m,分别为单个C_(12)NE、C_8SNa cmc的1/13和1/189。 2.对于碳原子数相同(如C_(12)NE～C_(12)SNa)的正、负离子表面活性剂的混合溶液,不论其混合比例如何,在饱和吸附时,总吸附量接近6.7×10~(-10)mol/cm~2,吸附层中也是近于等摩尔吸附,每个分子所占面积约为25A~2,这是由于正、负表面活性剂离子之间相互强烈作用导致表面层中成紧密排列结构。 碳原子数不同的正、负离子表面活性剂(如C_(12)NE～C_8SNa)的混合溶液,不论其比例如何,其饱和吸附时总吸附量接近5.4×10~(-10)mol/cm     

C_6H_6与AgCl分子间相互作用本质的量子化学研究

用高精度量子化学CCSD(T)方法,优化C_6H_6…AgCl复合物几何结构,发现两种可能存在的构型,其中较稳定的一种具有Cs对称性,Cl-Ag指向苯环碳-碳键中心,另一种具有C6v对称性,Cl-Ag指向苯环中心,它们的结合能分别为-93 k J/mol和-69 k J/mol,C_6H_6与AgCl的相互作用远大于C_6H_6与HCl的作用。SAPT对称匹配微扰理论能量分解分析结果显示,在C_6H_6与AgCl分子间的π…Ag相互作用中,诱导作用是主要的吸引作用,色散及静电作用的贡献较小,然而C_6H_6与HCl相互作用则是以静电和色散为主要的吸引作用。     

酚类化合物苯环碳原子的化学位移与其净电荷的关系(Ⅰ)--除酚羟基外无其他取代基的酚

用AB INITIO法对只含酚羟基的 7种酚化合物的苯环碳原子 (Ci)的净电荷 (Qi)做了计算 ,并测定或查阅了它们的13CNMR谱 ,参考标准图谱找出了Ci 对应的化学位移δi,发现Qi δi间呈现较好的线性关系 .每种化合物均有最负净电荷 (Qmin)与最低化学位移 (δmin) ,Qmin与δmin出现在酚羟基邻位同一碳原子上 ,而这一碳原子具有最大的亲核亲电反应活性 .那些δi>130的碳原子反应活性极小 ,以至不能发生亲核亲电反应 .在酸、碱条件下会改变酚化合物的电荷分布和化学位移 ,因而其反应活性也随之改变 .     

废旧聚苯乙烯合成溴代聚苯乙烯研究

用废旧聚苯乙烯(PS),以二氯甲烷为溶剂,还原铁粉为催化剂合成了阻燃剂溴代聚苯乙烯(BPS)。并用FT-IR、TG、DSC对产物的结构与性能进行了研究．实验结果表明聚苯乙烯的苯环发生了二溴代或三溴代,合成溴代聚苯乙烯的最佳条件是40～60℃,以还原铁粉为催化剂用量为5phr,聚苯乙烯的质量百分浓度为5％～8％,含溴可达60％以上．     

C_(60)的制备及其应用

本文简述了C_(60)的四种制备方法,讨论了C_(60)在光电磁、超导体、生物医学工程、化工等方面的应用。指出C_(60)是很有应用前景的新型功能材料。