足球烯的单双键计数

足球烯的单双键计数

1、简介　　近年来，科学家们发现，除金刚石、石墨外，还有一些新的以单质形式存在的碳。其中发现较早并已在研究中取得重要进展的是C60分子。
　　C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。
　　C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。其相对分子质量约为720。
　　处于顶点的碳原子与相邻顶点的碳原子各用sp杂化轨道重叠形成σ键，每个碳原子的三个σ键分别为一个五边形的边和两个六边形的边。碳原子的三个σ键不是共平面的，键角约为108°或120°，因此整个分子为球状。每个碳原子用剩下的一个p轨道互相重叠形成一个含60个π电子的闭壳层电子结构，因此在近似球形的笼内和笼外都围绕着π电子云。分子轨道计算表明，足球烯具有较大的离域能。 [编辑本段]2、组成与结构　　 球棍模型 比例模型C60是一种碳原子簇。它有确定的组成，60个碳原子构成像足球一样的32面体，包括20个六边形，12个五边形。由于这个结构的提出是受到建筑学家富勒（Buckminster Fuller）的启发。富勒曾设计一种用六边形和五边形构成的球形薄壳建筑结构。因此科学家把C60叫做足球烯，也叫做富勒烯，因为32面体的每个顶点上的碳原子跟三个其它的碳原子相邻。如同苯环上每个碳原子都是sp杂化。p轨道在环的上、下形成π键一样，足球烯每个顶角上的碳原子也都满足sp杂化的要求，（类似萘环上两个不带氢原子的碳原子）剩余的p轨道在C60分子的外围和内腔形成π键。所以C60是一种烯。
　　因为C60是石墨、金刚石的同素异形体，因此有科学家联想到用廉价的石墨作原料合成C60，也有人想到它含有苯环单元的结构，或许可以选用苯作原料合成C60。这些设想最后都实现了。现在，1000g苯可以制得3gC70和C60的混合物（它们的比率为0.26～5.7）。