Эндоэдральные фуллерены

Эндоэдральные фуллерены — молекулы фуллеренов, в клетку которых заключены один или несколько атомов или молекул. Такие соединения обозначаются формулой M_m@C_n, где M — инкапсулированный атом или молекула, а нижние индексы указывают на число таких атомов и атомов углерода в молекуле фуллерена. Данное обозначение позволяет отличать эндоэдральные молекулы от обычных химических соединений, которые в случае фуллеренов обозначаются символом M_mC_n.

M@C₆₀ (модель)

M₃N@C₈₀ (M = Ho или Sc) внутри углеродной нанотрубки (микроскопия высокого разрешения)^[1]

КлассификацияПравить

Эндоэдральные фуллерены образуют две основные группы:

Содержащие внутри углеродного каркаса один или более атомов металла. Известны десятки таких соединений. Эти соединения изучаются спектральными и структурными методами.
Содержащие внутри углеродного каркаса атомы инертных газов и азота. Взаимодействие между эндоэдральным атомом и углеродным каркасом в этом случае незначительно, получающиеся соединения не обладают новыми специфическими свойствами.

Особого внимания заслуживает эндоэдральный фуллерен, содержащий внутри углеродного каркаса одиночную молекулу воды, так как он становится полярной молекулой, что, во-первых, позволяет отделять такие молекулы от «пустых» фуллеренов, а во-вторых, позволяет измерить поляризацию некоторых ковалентных связей напрямую (что ранее было невозможно из-за присутствия водородных связей, отсутствующих в фуллерене)^[2].

Методы исследованияПравить

ИсторияПравить

Синтез эндоэдральных фуллеренов был впервые осуществлён в 1991 г. путём лазерного облучения мишени из La₂O₃, графитного порошка и смолы.

ПрименениеПравить

Эндоэдральные фуллерены представляют собой новый класс объектов нанометровых размеров с уникальными физико-химическими свойствами и перспективами практического применения в биологии и медицине. Возможно создание на основе эндоэдральных фуллеренов с радиоактивными нуклидами металлов противораковых лекарств. Данное лекарство способно выборочно облучать опухолевые клетки организма.

ПримечанияПравить

↑ Gimenez-Lopez, Maria del Carmen; Chuvilin, Andrey; Kaiser, Ute; Khlobystov, Andrei N. Functionalised endohedral fullerenes in single-walled carbon nanotubes (англ.) // Chem. Commun : journal. — 2011. — Vol. 47, no. 7. — P. 2116. — doi:10.1039/C0CC02929G.
↑ Элементы — новости науки: «Сухая вода» помогла измерить поляризацию ковалентных связей

ЛитератураПравить

Сидоров Л. Н., Иоффе И. Н. Эндоэдральные фуллерены // Соросовский образовательный журнал, 2001, т 7, № 8, c. 30-36;
Золотухин И. В. Фуллерит — новая форма углерода // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 2. С. 51-56.
Блюменфельд Л. А., Тихонов А. Н. Электронный парамагнитный резонанс // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 9. С. 91-99.
Вовна В. И. Фотоэлектронная спектроскопия молекул // Соросовский Образовательный Журнал. 1999. № 1. С. 86-91.
Порай-Кошиц М. А. Основы структурного анализа химических соединений. М.: Высш. шк., 1982.
Ведринский Р. В. EXAFS-спектроскопия — новый метод структурного анализа // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 5. С. 79-84.
Воронков В. К. Ядерный магнитный резонанс // Соросовский Образовательный Журнал. № 10. С. 70-75.
Юровская М. А. Методы получения производных фуллеренов // Соросовский Образовательный Журнал. 2000. Т. 6, № 5. С. 26-30.
Сидоров Л. Н., Макеев Ю. А. Химия фуллеренов // Соросовский Образовательный Журнал. 2000, № 5., С. 21-25.
Костиков Р. Р. Принципы органического синтеза // Соросовский Образовательный Журнал. 1999. № 1. С. 19-27.
Тихонов А. Н. Спиновые метки // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 1. С. 8-15.
Воронов В. К., Подоплелов А. В. Современная физика: Учебное пособие. — М.: КомКнига, 2005. — 512 с., 2005 г., ISBN 5-484-00058-0, тир. 5000 экз.,

Гл. 5. Атомная физика, п. 5.8. Эндоэдральные соединения c. 287—289.

[1] Gimenez-Lopez, Maria del Carmen; Chuvilin, Andrey; Kaiser, Ute; Khlobystov, Andrei N. Functionalised endohedral fullerenes in single-walled carbon nanotubes (англ.) // Chem. Commun : journal. — 2011. — Vol. 47, no. 7. — P. 2116. — doi:10.1039/C0CC02929G.

[2] Элементы — новости науки: «Сухая вода» помогла измерить поляризацию ковалентных связей

[1]

[2]