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德国和美国科学家首次制造出了由20个碳原子组成的空心笼状分子,这是“富勒式结构”碳分子中最小的一种。 “富勒式结构”碳分子是指具有特殊结构的笼状纯碳分子,由美国科学家罗伯特.柯尔等人于1985年发现,其中较为典型的是由60个碳原子组成的C60分子--布基球。这类象笼子一样的分子能够容纳、传递不同的原子或离子,是材料科学的重要研究课题。 根据理论,包含20个碳原子、仅仅由正五边形构成的C20分子是富勒式结构分子中最小的一种。考虑到原子间结合的角度、力度等问题,人们一直认为这类分子很不稳定,难以存在。根据理论,包含20个原子的碳分子还有单环形、碗形等两种异构体,但在此之前,科学家只制成单环形的异构体。 1982年,美国化学家曾经制造出由20个碳原子和20个氢原子构成的笼状分子,称为十二面烷。由于并非纯碳分子,十二面烷不属于富勒式结构分子。德国阿尔伯特.路德维希斯大学的科学家霍斯特.普林茨巴赫等人在7日出版的英国《自然》杂志上报告说,他们以十二面烷为基础,将其中的氢原子置换成与碳原子结合力较弱的溴原子,然后通过气相脱溴作用,制造出纯的C20笼状分子。 科学家还用相同方法制造出了碗状的C20异构体。质谱分析比较表明,C20笼状、碗状和单环状分子的性质截然不同。 |
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