Сайт переехал physreal.com

При этом синтезированное производное являлось неклассическим и не подчинялось правилу изолированных пятиугольников (isolated pentagon rule – IPR), т.е. полученный изомер содержал на своей поверхности смежные пятиугольники. Для семейства фуллеренов C₇₂ вообще характерно отклонение от IPR (это было предсказано теоретически), другими словами, не-IPR изомер оказывается более стабильным, чем фуллерен, подчиняющийся правилу изолированных пятиугольников. По аналогии с внешним допированием, стабилизирующим фуллереновую клетку, могут использоваться и методы внедрения атомов, т.е. создание эндоэдральных комплексов. Так, например, металлофуллерены Yb@C₇₂ уже успешно получены [2], но геометрия каркаса и положение атома металла внутри фуллерена до настоящего времени определены не были. Авторы работы [3] установили, что металлофуллерены Yb@C₇₂ также не подчиняются правилу изолированных пентагонов, что соответствует сложившемуся для C₇₂ общему тренду. С помощью компьютерного моделирования в рамках теории функционала плотности исследователи проанализировали более четырех десятков изомеров Yb@C₇₂ и пришли к выводу, что два изомера, лежащие по энергии ниже остальных: Yb@C_2ν(11188)-C₇₂ и Yb@C₂(10612)-C₇₂, содержат на своей поверхности соседствующие пятичленные углеродные кольца (см. рис.).

Оптимизированные молекулярные структуры фуллеренов
 Yb@C_2ν(11188)-C₇₂ (слева) и Yb@C₂(10612)-C₇₂ (справа).

 

Детальные расчеты позволили авторам получить их геометрические, энергетические и электронные характеристики. Кроме того, исследователи установили, что Yb@C_2ν(11188)-C₇₂ и Yb@C₂(10612)-C₇₂ обладают высокой термодинамической устойчивостью в широком температурном диапазоне и, скорее всего, именно их наблюдали в эксперименте. В этом случае, осталось лишь найти способ удаления атома Yb из фуллереновой клетки и можно будет “подержать в руках” чистый не-IPR C₇₂.

 

1. ПерсТ 17, вып. 23, с. 8 (2010).

2. K. Bucher et al., Phys. status solidi (b) 243, 3025 (2006).

3. T. Yang, X. Zhao, Chem. Phys. 423, 173 (2013).