Сайт переехал physreal.com

Исследования анионов B¯n_`показали, что при n ≤ 36 наиболее устойчивыми (имеющими минимальную энергию) являются двумерные изомеры. К такому же выводу пришли авторы работы [1], изучавшие кластеры B¯₄₀ методом фотоэлектронной спектроскопии. На этот раз, однако, в кластерном пучке (образующемся при лазерном испарении мишени) были обнаружены и фуллерены, имевшие, правда, чуть более высокую энергию. Расчеты из первых принципов показали, что для нейтральных кластеров B₄₀ последовательность расположения изомеров на энергетической шкале изменяется, и фуллерен B₄₀ становится уже не метастабильным, а устойчивым (см. рис.).

Структура и энергетика заряженных (a) и нейтральных (b) кластеров B₄₀.
В обоих случаях за начало отсчета принята энергия самого устойчивого изомера.

В отличие от классических фуллеренов с шести- и пятиугольными гранями, у фуллерена B₄₀ (который в [1] предлагают назвать “боросференом”) имеется 48 треугольных граней, 2 шестиугольные и 4 семиугольные. Валентные электроны (по три от каждого атома) образуют 60 делокализованных связей (48 s и 12 p), а привычные двухцентровые локализованные связи отсутствуют. Щель HOMO-LUMO составляет 3.13 эВ. По данным молекулярной динамики, при нагреве до 1000 К фуллерен B₄₀ сохраняет свою структуру в течение по крайней мере нескольких тысяч периодов колебаний. Из-за малого количества электронов у атомов бора в конденсированной фазе должно иметь место сильное ковалентное взаимодействие соседних фуллеренов B₄₀, что осложнит изготовление из них объемных материалов наподобие фуллерита С₆₀. Предварительные расчеты указывают на возможность существования эндоэдральных фуллеренов M@В₄₀ с M = Ca, Y, La.

 

1. H.-J.Zhai et al., Nature Chem. 6, 727 (2014).