神奇的富勒烯.doc

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1、學(xué)習(xí)方法報(bào)全新課標(biāo)理念優(yōu)質(zhì)課程資源神奇的富勒烯山西賈潤平一、富勒烯的發(fā)現(xiàn)1971年，大澤映二在其《芳香性》一書中描述了C60分子的設(shè)想。1980年，飯島澄男在分析碳膜的透射電子顯微鏡圖時(shí)發(fā)現(xiàn)宛如“切開的洋蔥”的同心圓結(jié)構(gòu)，獲得了C60的第一張電子顯微鏡圖。1984年，富勒烯的第一個(gè)光譜證據(jù)由美國新澤西州的艾克森實(shí)驗(yàn)室的羅芬等人發(fā)現(xiàn)，但是他們卻并不認(rèn)為這是由C60等團(tuán)簇產(chǎn)生的。1985年，英國化學(xué)家克羅托博士和美國科學(xué)家斯莫利等人在氦氣流中以激光汽化蒸發(fā)石墨實(shí)驗(yàn)中首次制得由60個(gè)碳組成的碳原子簇結(jié)構(gòu)分子C60，并推測

2、這個(gè)團(tuán)簇是球狀結(jié)構(gòu)。1990年，克利斯莫等人第一次報(bào)道了大量合成C60的方法，才使得C60的研究得以大量展開。1991年，加州大學(xué)洛杉磯分校的霍金斯得到了富勒烯衍生物的第一個(gè)晶體結(jié)構(gòu)，標(biāo)志著富勒烯結(jié)構(gòu)被準(zhǔn)確測定。二、富勒烯的結(jié)構(gòu)C60是一種碳原子簇。它有確定的組成，60個(gè)碳原子構(gòu)成像足球一樣的32面體，包括20個(gè)六邊形，12個(gè)五邊形。由于這個(gè)結(jié)構(gòu)的提出是受到建筑學(xué)家富勒（BuckminsterFuller）的啟發(fā)。富勒曾設(shè)計(jì)一種用六邊形和五邊形構(gòu)成的球形薄殼建筑結(jié)構(gòu)。因此科學(xué)家把C60叫做足球烯，也叫做富勒烯（Fu

3、llerence）。三、富勒烯的應(yīng)用從C60被發(fā)現(xiàn)的短短幾十年以來，富勒烯已經(jīng)廣泛地影響到物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，極大地豐富和提高了科學(xué)理論，同時(shí)也顯示出了其巨大的潛在應(yīng)用前景。據(jù)報(bào)道，對C60分子進(jìn)行摻雜，使C60分子在其籠內(nèi)或籠外俘獲其他原子或基團(tuán)，形成類C60的衍生物。例如C60F60，就是對C60分子充分氟化，給C60球面加上氟原子，把C60球殼中的所有電子“鎖住”，使它們不與其他分子結(jié)合，因此C60F60不容易粘在其他物質(zhì)上，其潤滑性比C60要好，可作超級耐高溫的潤滑劑，被

4、視為“分子滾珠”。再如，把K、Cs、Tl等金屬原子摻進(jìn)C60分子的籠內(nèi)，就能使其具有超導(dǎo)性能，用這種材料制成的電機(jī)，只要很少電量就能使轉(zhuǎn)子不停地轉(zhuǎn)動。再有C60H60這些相對分子質(zhì)量較大的碳?xì)浠衔餆嶂禈O高，可作火箭的燃料，等等。