Реферат: Эндометаллофуллерены
C60
C70
C82
6,45
6,22
6,19
7,78
7,64
6,96
3,08
3,20
3,22
2,57
2,69
3,37
2,16
2,59
2,92
2,18
2,61
2,97
2,18
2,60
2,90
Основные отличия эндоэдральных металлофуллеренов от полых фуллереновых молекул связаны с двумя главными особенностями их структуры. Первая из этих особенностей обусловлена нецентральным положением инкапсулированного атома металла в клетке фуллерена, вследствие чего молекула эндоэдрального фуллерена имеет постоянный дипольный момент, наличие которого сказывается на макроскопических характеристиках соответствующего фуллерита. Потенциал взаимодействия молекул, обладающих дипольным моментом, не является сферически симметричным, поэтому составленный из таких молекул кристалл должен обладать сильно выраженными анизотропными свойствами. Вторая особенность связана с зарядовым состоянием инкапсулированного атома и с переходом валентных электронов от этого атома на внешнюю поверхность молекулы фуллерена. Наличие электронов на наружной поверхности фуллереновой оболочки определяет характер межмолекулярного взаимодействия в кристалле, в которое наряду с ван-дер-ваальсовым дает определенный вклад и ковалентный механизм.
Постоянный дипольный момент молекул эндоэдральных металлофуллеренов обусловливает несферический характер их взаимодействия между собой. Это, в свою очередь, способствует образованию протяженных структур (агрегатов), содержащих некоторое количество подобных молекул. О прямом наблюдении подобных структур сообщалось, в частности, в работе [13], где с помощью сканирующего туннельного микроскопа, оснащенного полевым ионным микроскопом, изучалось поведение молекул Y@C82 на поверхности Cu(111), имеющей плотность дефектов менее 0,1%. Наблюдения проводились в условиях вакуума глубиной 6´10-11 Торр. Как следует из результатов наблюдений, выполненных с помощью STM, молекулы на поверхности подложки сохраняют подвижность и имеют тенденцию к адсорбции на краях террасы, образованной на поверхности. Это отличает медную подложку от кремниевой Si(111) и Si(100), на которой положения молекул эндофуллеренов фиксированы. Эндофуллерены Y@C82 на поверхности подложки образуют кластеры (Y@C82 )n (n=2¸6), в частности димеры, даже на самой начальной стадии напыления, когда поверхностная плотность молекул весьма невелика. Показано, что расстояние между молекулами в димере (1,12 нм) меньше, чем соответствующее ван-дер-ваальсово значение (1,18 нм). Это указывает на наличие сильного, не ван-дер-ваальсова взаимодействия между молекулами димера, которое связано с дипольным моментом (~ 2,5 Д). Тем самым эндоэдральные фуллерены проявляют способность к ориентационному выстраиванию, что придает кристаллам на их основе анизотропные свойства, и делает их перспективным материалом с точки зрения приложений.
Как известно [37], фуллеренам присущ фазовый переход ориентационного разупорядочения, который сопровождается размораживанием вращения молекул относительно оси симметрии. Этот фазовый переход связан с некоторым отклонением формы молекул фуллеренов от идеальной сферы и соответствующим отличием потенциала межмолекулярного взаимодействия от сферически симметричного. В случае фуллерита С60 указанный переход наблюдается при Т @ 260 К и характеризуется теплотой перехода Dh = 850 К. В случае эндоэдральных металлофуллеренов, которые характеризуются более высокой энергией межмолекулярного взаи?