科学家们发现一种新的碳分子

美国亚利桑那大学的物理学家达罗·霍夫曼和德国核物理研究院的博根·克罗奇迈尔最近共同发现了一种新的碳分子。这种碳分子由60个碳原子构成,这60个碳原子相互连接成近似球形的32面体。众所周知,碳是最普通的元素,它与其他元素形成的化合物是地球上最常见的物质。过去,人们仅知道有2种形式的纯碳,一种是石墨,另一种是金刚石。这次两位科学家创立了一种大量生产新型碳分子的简便方法,他们首先将石墨棒放入一个密封的容器,然后抽干容器中所有的空气,再使电流通过石墨棒,电     

环丁炔:不可能的分子结构?

环丁炔,一种不应该存在的分子结构,居然被美国的化学家制造了出来,而且这种分子结构能够稳定地存在。它包含一个由4个碳原子构成的环,其中的2个碳原子由三键相连。它的制备和稳定是由于加入了一种包含3个锇原子的金属化合物。环丁炔本是一种极不稳定的分子结构,因为4个碳原子连成一列且中间2个以三键相连时,一般呈直线状。以前大多数化学家认为,把这一直线状分子结构弯曲成正方     

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神奇"分子足球"在宇宙空间漂游近日,科学家通过美国宇航局红外线空间望远镜探测到布基球形成的固体颗粒,而布基球的来历由著名的美国建筑师理查德·巴克明斯特·富勒的名字命名。由于当时科学家发现,60个碳原子通过碳碳双键连接,形成了球状结构,这与里查德福勒提出的多面体     

C_(60)Langmuir-Blodgett膜的扫描隧道显微镜研究

碳60(又称巴基球,以下简写为C_(60))是1985年由美国科学家发现的碳元素的第三种同素异形体,其分子由60个碳原子组成,在常温下是一种稳定的分子晶体。根据分析测定,C_(60)分子为由20个正六边形和12个正五边形组成的空心立体结构(见图1),形状酷似足球,其中每个碳原子均含两个单键和一个双键。     

计算C_(60)和C_(70)磁化率的规范不变分子轨道微扰方法

自1985年Kroto等发现C_(60)以来,碳原子团簇的许多物理化学性质成为实验和理论研究的广泛领域。由N个碳原子(N为偶数)组成的C_N碳原子团簇分子是一个由12个五边形和N/2—10个六边形构成的多面体。C_N分子中每个碳原子的成键状态同苯分子类似,是以sp~2杂化轨道形成σ键,这些σ键构成C_N分子的骨架。每个碳原子都余下一个π-p轨道和一个π电子,这N个π电子形成大共轭π键。直觉上认为:这种大共轭体系应类似于苯这类芳香分子具有较大的抗磁磁化率。然而不同理论的计算结果相差甚远。Eler等采用London理论计算得到C_(60)的π电子磁化率非常小,甚至还可能是顺磁磁化。Fowler等用从头计算     

圆柱形碳分子

日本科学家发现了圆柱形碳分子,因为它类似于fullerene或“buckyball”,故称为“buckytube”。该圆柱形碳分子象石墨中一样由排列成六角形的碳原子片组成。这种碳原子不象在C_(80)的fullerene中那样形成封闭笼子,而是形成开端圆柱。圆柱形是一种十分独特的晶体结构,并且这种碳六角形围绕螺旋线扭成螺旋形。buckytube包含多达50个同心圆柱。这种螺旋结构在蛋白质、DNA和细菌中是熟知的,但在无机物中只在fullereneC_(75)中曾见到有这种结构。筑波的NEC基础研究实验室的电子显微术专家S.Iijima试图在透射电子显微镜中检验buckyball时发     

多酸亚胺化与手性多酸分子的构筑

手性多酸的合成是多酸化学研究领域中一个难度很高的挑战性课题, 也是近年的研 究热点之一, 从本质上来说， 其关键的工作是进行多酸分子的构建. 作者研究小组运用自 主发展的DCC 亚胺化方法, 将把刚性的多酸有机衍生物通过碳-碳或碳-氮单键组装起来, 这样的组装体系就有可能因单键旋转受阻形成轴手性分子; 在多酸簇上接上一个长的非 平面手柄, 从而形成手性“环蕃”. 本文报道了通过以上合成策略, 以高度可控方式合成新 型多酸有机衍生物, 并构建多酸手性分子的最新进展.     

稀土金属夹心化合物向化学键理论挑战

最近,Sussex大学的化学家已把钇、钆和钐等稀土金属原子夹在两个碳原子环之间制成夹心结构的化合物.根据现已承认的化学键规则,这种化合物是不可能制成的.因此这种化合物的制成已向通常的化学键理论提出挑战,并致使化学家去重新考虑稀土元素形成键的方法. 1952年制成第一个夹心化合物二茂络铁,它由两个五角碳环之间夹一个铁原子构成.铁原子利用其一个内层电子与碳环键合,这个内层电子比较靠近铁的外层电子,因此可被吸引供作外加键电子.稀土元素能与碳环键合的外层电子太少,而内层电子得太深,不能参与键合,因此,理论上它们不能形成夹心结构分子.现在该大学的化学家利用稀十元素制成夹心化合物证明理论上可能有错误.他     

碳60——化学、物理学、材料科学的最新重大发展

长期以来,石墨和金刚石被认为是纯碳仅有的两种同素异构体,1985年9月碳60的首次发现打破了这一概念。6年多来的研究已经确证这种由60个碳原子组成的球状碳分子是继石墨和金刚石之后发现的第3种纯碳形态。然而这一发现的意义远远不止于此。     

“蝴蝶结领结”状分子

继研究者制备了现已出名的足球状分子以后,化学家们又合成了另一个寻求已久的含碳化合物,即“蝴蝶结领结”状分子。这一“蝴蝶结领结”状分子的正式名称是螺戊双烯。它是由5个碳原子和4个氢原子所组成的。在过去几十年间,因为分子的碳原子构型的张力非常大,这一化合物曾经倾倒了理论化学家,同时也难倒了实验化学家。该分子的简单结构中聚集了太多的能量,所以化学家们无法解决如何将该分子拼合起来的问题。但设在休斯敦的赖斯大学的W.E.比卢普斯(W.E.Billups)和迈克尔M.黑利(Michael M.Haley)接受了这一挑战,他们在今年6月19日出版的“美国化学会志”上报道了该分子的问世。在费城的宾夕法尼亚大学工作的一位有机化学家     

化学网络发现制药新途径

一种可能治愈哮喘的核心分子通常需要四个步骤来合成。Chematica软件却能够展示如何一步完成该分子的合成,同时还能够显示如何一步制造同族的其他分子。     

石墨烯——一种新型碳材料

碳质材料伴随着人类走过了几千年的路程,在文明史中发挥了重要作用.近20年来,碳材料科学的发展更是突飞猛进. 1985年,英国化学家克罗托(H.Kroto)和美国科学家斯奠利(R.Smalley)等人在氦气流中,利用激光照射石墨,待其蒸发成碳灰后,制得了由60个碳组成的碳原子簇结构分子C60,又称富勒烯.     

能划伤钻石的玻璃材料问世

<正>近日,中国材料科学家在对各种形式的碳进行实验并创造出了一种坚硬到可以划伤钻石表面的玻璃。这种透明材料具有不可思议的强度,还可以作为半导体。这为光伏领域带来了一些令人期待的可能性。这种被称为"AM-Ⅲ"的新材料和钻石有一些相似之处,因为它主要由碳原子构成。但钻石的原子和分子排列是完美的晶格结构,而AM-Ⅲ的原子和分子排列不整齐,结构更加混乱,     

用CeHY-型分子筛催化剂对碳桥环开环反应的研究

碳桥环化合物以多种多样的形式,广泛地存在于自然界天然产物分子中。碳桥环化合物特别是中小环的碳桥环化合物,由于分子内部角涨力的存在,从稳定性上来讲是处于不利的地位。所以,在适当的条件下通过     

足球分子及其异构体的电子结构和UV谱

最近Kroto等人让激光气化的石墨通 稳定的碳原子簇,其中C_(60)占绝对优势,他们过一个高压超声速喷嘴,得到了一系列新型 认为它具有笼状结构,由十二个五元环和二     

像金刚石一样硬?

金刚石晶莹剔透,光彩夺目,是为世人梦寐以求的宝石之最。但是,金刚石除了能唤起人们的神秘感和浪漫情怀之外,它还具有其另外的世俗之一面:在工业上使用。金刚石的非凡硬度,使其在切割和打磨其他硬质材料、增强制造工具的耐久性方面,具有无可替代的地位。 乍看一粒金刚石,很难令人相信,其生成物质与一支石墨铅笔芯、一块松软的煤炭没有两样。金刚石的碳原子按刚硬的晶体结构排列,而石墨的碳原子却形成光滑扁平的薄片。 1955年,美国通用电气公司的科学家通过对石墨施加极高压力的方法,首次制得合成金刚石。用这种方法制成的金刚石,像砂粒一样细微,所以其最好的工业用途是作磨料。 但是,金刚石作为一种切割工具,亦非万能。比方说,用金刚石切割钢就不太顶用。钢基本是铁与碳的混合体,遇到高温,铁就变得像吸附碳的海绵一般,与金刚石中的碳     

类似于酶的合成分子

美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)的化学家合成了能够络合其他中性分子、具有空腔结构的分子。这些结果标志着人们在设计具有相似于酶的络合能力的分子方面取得了初步的成功。洛克菲勒(Rockefeller)大学的一位博士后研究人员肯特D·史蒂沃特(Kent D.Stewart)在接受美国《化学与工程新闻》杂志有机专业组记者的采访时指出,加州大学这一研究组在合成这种络合分子或叫做宿主分子(host molecule)时,将4摩尔的间苯二酚和4摩尔的乙醛分子缩合起来,然后让这一大环中间体和     

海底分子可反映气候变化

美国的地球化学家们发现,海底沉积物中单个分子键合方式的变化准确地反映了海平面温度的变化。这一发现使得跟踪气候的变化成为可能。这种称为烯酮的分子是含有37个碳原子的链状分子,其中12个碳原子通过数个双键和一个羰基相连。加里福尼亚斯坦福大学的I.肯尼迪(Julie     

有机反应理论的研究

一价的概念的發展有机化学結构理論是在1861年由俄国化学家布特列洛夫提出来的。布特列洛夫指出,一种化合物的性質是由分子結构所决定的,化合物的性質反映出原子在分子中如何結合的情况。在当时,原子价的概念已經建立,Kekulé和Couper并認为碳原子是四价的。1874年,van't Hoff和le Bel同时提出碳     

碳烯

碳原子通常是四价,以四根共价键同四个其它原子相结合。如果从这四个原子中去掉二个就成为被称作碳烯的二价反应中间体。藉这类非常活泼的、短寿命分子之助,我们能够探讨有机化学反应的基本机理。本文原载Scientific American,vol.234,№2,1976。作者是Jr.M.Jeans。