Πώς επιβεβαίωσαν οι επιστήμονες τη φόρμουλα C60 για το buckminsterfullerene;

Οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν τον τύπο C60 για το buckminsterfullerene μέσω ενός συνδυασμού πειραματικών τεχνικών και θεωρητικών υπολογισμών. Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Φασματομετρία μάζας:

* Αυτή η τεχνική αναλύει τον λόγο μάζας προς φόρτιση των μορίων. Αναλύοντας το φάσμα μάζας του Buckminsterfullerene, οι επιστήμονες βρήκαν μια κορυφή που αντιστοιχεί σε ένα μόριο με μάζα συνεπής με 60 άτομα άνθρακα. Αυτό παρείχε τα πρώτα ισχυρά στοιχεία για τον τύπο C60.

2. Περίθλαση ακτίνων Χ:

* Τα πρότυπα περίθλασης ακτίνων Χ που ελήφθησαν από κρυστάλλους του buckminsterfullerene αποκάλυψαν μια εξαιρετικά συμμετρική δομή, σύμφωνα με το προτεινόμενο κολοβωμένο σχήμα icosahedron. Η ανάλυση του σχεδίου περίθλασης παρείχε πληροφορίες σχετικά με τη διάταξη των ατόμων στο μόριο, επιβεβαιώνοντας την παρουσία 60 ατόμων άνθρακα.

3. Φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR):

* Η φασματοσκοπία NMR επιτρέπει στους επιστήμονες να εντοπίζουν τους διαφορετικούς τύπους ατόμων άνθρακα σε ένα μόριο. Το φάσμα NMR του Buckminsterfullerene έδειξε μία μόνο κορυφή, υποδεικνύοντας ότι και τα 60 άτομα άνθρακα είναι χημικά ισοδύναμα, γεγονός που ευθυγραμμίζεται με τη συμμετρική δομή.

4. Θεωρητικοί υπολογισμοί:

* Οι θεωρητικοί υπολογισμοί που βασίζονται στην κβαντική μηχανική προέβλεπαν τη σταθερότητα και τις ιδιότητες ενός μορίου με τον τύπο C60 και μια περικομμένη εικοσαεδρική δομή. Αυτοί οι υπολογισμοί παρείχαν περαιτέρω υποστήριξη για τα πειραματικά ευρήματα.

5. Διάθλαση ηλεκτρονίων:

* Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί δέσμες ηλεκτρονίων για να μελετήσει τη δομή των μορίων. Τα πρότυπα περίθλασης ηλεκτρονίων του Buckminsterfullerene επιβεβαίωσαν την προβλεπόμενη δομή και την παρουσία 60 ατόμων άνθρακα.

6. Φασματοσκοπία υπερύθρων:

* Η φασματοσκοπία IR μετρά την απορρόφηση της υπέρυθρης ακτινοβολίας από μόρια, η οποία είναι χαρακτηριστική των δονητικών τρόπων τους. Το φάσμα IR του Buckminsterfullerene ήταν σύμφωνο με τους προβλεπόμενους δονητικούς τρόπους ενός μορίου με τον τύπο C60.

Συνοπτικά, ένας συνδυασμός πολλαπλών πειραματικών τεχνικών και θεωρητικών υπολογισμών παρείχε ισχυρές και συνεπείς ενδείξεις ότι το Buckminsterfullerene έχει τη φόρμουλα C60 και μια κολοβωμένη εικοσαεδρική δομή. Αυτά τα στοιχεία καθιέρωσαν συλλογικά την ταυτότητα του μορίου πέρα ​​από κάθε εύλογη αμφιβολία.