Оглавление     Пред. доклад     След. доклад     На первую страницу сайта  

AB INITIO РАСЧЕТЫ ЭНДОФУЛЛЕРЕНОВ Э@CN (Э=N, P, N=28, 30, 32, 36, 50, 60) 

Бреславская Н.Н.

Институт общей и неорганической химии РАН

Эндофуллерены - это новый, интенсивно исследуемый класс соединений,содержащих внутри фуллеренового кластера Cn от одного до трех атомов(эндоатомов), ковалентно не связанных с углеродным каркасом. В отличие отмногочисленных эндометаллофуллеренов (n = 72, 74, 80, 82, 84 и др.) и эндоэдралов с инертными газами,экспериментально зафиксированы лишь следующие эндофуллерены с азотом и фосфором: N@C60, P@C60 и N@C70. В целяхпредсказания возможности существования других эндоэдралов азота и фосфора и их свойств выполненынеэмпирические квантово-химические расчеты углеродных кластеров Cn (n = 28, 30, 32, 36, 50, 60), атакже их эндоэдралов Э@Cn (Э = N, P). Расчеты выполнены по программе GAUSSIAN-94 врамках методов Хартри-Фока (HF) и функционала плотности (DFT) сиспользованием стандартных валентно-расщепленных базисов 3-21G, 6-31G и6-31G*. Показано, что введение эндоатома практически не оказывает влияния нагеометрическую структуру фуллерена. Так, при полной оптимизации геометрииC60 и N@C60 отличия длин C-C связей не превышают 0.0001 A. 

Исследована зависимость спиновой мультиплетности (M) основного состояния рассчитанных эндоэдралов от ихразмеров. Обнаружено,что в обоих рядах Э@Cn для n = 32, 36, 50, 60 спиновоймультиплетности основного состояния отвечает квартет, а для n = 28, 30 дублет. Показано, что такая инверсия мультиплетности обусловлена более сильным сжатиемэлектронных оболочек эндоатомов при уменьшении n, приводящим к изменениюсимметрии волновой функции эндоатома. Исследована зависимость теплоты реакций Э + Cn® Э@Сn в рядах N@Cn и P@Cn (n = 28, 30, 32, 50 и 60)от n. Рассмотрена сравнительная стабильность чисто углеродных кластеров и их эндопроизводных.

Работа выполнена в рамках Государственной научно-технической программы "Актуальные направления в физике конденсированных сред", направление "Фуллерены и атомные кластеры" (проект 98061)и Российского фонда фундаментальных исследований, грант 00-03-32968.