C50打破所有规则
欧洲科学家发现芳香族化合物的规则需要重写,他们发现了一个超分子富勒烯。
C50的两种最稳定异构体
富勒烯以其显著的结构首次震惊化学界主要是因为其类似于三维的苯——超级芳香体(superaromat),完美的球形芳香族化合物。令人失望的是,尽管很大程度上含有类似于苯的六边形单元,但最终发现C60的整体结构是反芳香的。它的稳定性并不归因于减轻整体的应变,而是由于其中的每个五边形都孤立在六边形之中。追随C60的脚步,很快发现了一系列其他的富勒烯,但每一种都辜负了超级芳香体的希望。
希望寻找超级芳香体能有更好的运气,比利时鲁汶大学(University of Leuven, Belgium)的ArnoutCeulemans和Ana SanzMatías等人仔细研究了C50的结构,C50是碳黑的质谱中峰强最高的代表之一。事实上,C50满足Andreas Hirsch的神奇电子技术规则——2(N + 1)2,除了电子结构应该完全填充球壳、整体笼形应该接近空芯球的要求之外,应该可以确定这种富勒烯是超级芳香体。
缺乏笼状结构的实验验证,该团队采用计算工具箱来探讨最稳定的C50异构体。在遵守所有已建立前提的基础上,他们发现这个具有神奇数的笼子并不具有完全的芳香性。令人惊讶的是,得益于3D芳香性的笼状,该团队发现了第一个中性富勒烯,其最稳定结构并不满足最少五边形对的前提。
西班牙赫罗纳大学(University of Girona)物理化学家MiquelSolà评论说,“我认为这个结果将改变化学家研究富勒烯分子结构和反应活性的方法。从现在起,芳香性将不容忽视。”
Ceulemans坚信这仍然要“继续寻找其他类型笼状才能真正体现完美的3D芳香性。我认为超级芳香体是存在的,应该有人去发现它。”
新材料在线编译整理——翻译:菠菜 校正:摩天轮
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