Buckyballs 또는 Fullerenes는 요소 탄소의 동종 분비물이며, 구조를 결정하기 위해 악명 높다. 그들은 일반적으로 용광로와 벽난로에서 일반적으로 발견되는 검은 색의 부드러운 그을음을 구성합니다.
이것은 Marvel의 Bucky Barnes에 관한 기사처럼 보이지만 그렇지 않습니다. 화학의 세계에서 더 흥미로운 것입니다! Buckyballs, Fullerenes 또는 Buckminsterfullerenes
Buckyballs 또는 Fullerenes는 무엇입니까?
이것은 믿기 어려울 수 있지만 Fullerenes는 많은 수의 탄소 원자로 구성된 분자입니다. 일반적으로, 이들은“버키 볼”의 하나의 분자를 형성하는 60 개의 탄소 원자로 구성됩니다. 그러나 때때로 그들의 구조는 70, 76, 84, 90, 94 또는 더 많은 탄소 원자 일 수 있습니다.
그것들은 구형 모양이므로 대칭과 구형 모양과 함께 축구 공과 매우 유사합니다. 이 구조는 기술적 인 용어로 잘린 Icosahedron이라고합니다. 60 개의 정점과 32 개의 얼굴이있는 다각형입니다. 이 얼굴 중 12 개는 오각형이고 20은 육각형입니다.
이 구형 형상과 탄소 원자 사이의 상호 연결은이 배분의 탄소로에 거대한 케이지와 같은 구조를 생성합니다. 이 구조는 처음에 결정하기가 어려웠습니다. 60- 탄소 분자가 축구와 같은 단순한 것을 닮았을 것이라고 누가 생각했을까요?
“Buckminsterfullerene”이라는 이름은 그것을 발견 한 과학자에게 경의를 표한 것으로 추측 할 것입니다. 케이스.
Fullerene의 구조는 위에서 볼 수 있듯이 측지 돔과 유사합니다. (사진 크레디트 :Philipp Hienstorfer/Wikimedia Commons)
Buckminster Fuller는 그의 지구 돔으로 유명한 건축가의 이름입니다. 풀러렌스의 구조에 대해 과학자들에게 아이디어를주는 것은이 돔이었습니다. 그의 영감에 대한 찬사로서,이 화합물 그룹은 그의 이름을 따서 명명되었습니다.
Fullerenes 발견
Fullerenes는 과학 세계에서 많은 훌륭한 실현과 같이 우연히 발견되었습니다. 한 그룹의 과학자들은이 특별한 분자 그룹을 발견했을 때 우주에서 발견 된 특정 입자를 연구하고있었습니다.
Fullerenes는 1985 년 Sussex University의 영국 화학자 Harold W. Kroto와 Rice University Chemists Robert F. Curl 및 Richard E. Smalley와 함께 발견되었습니다. 연구팀은 Smalley의 실험 설정을 사용하여 쌀 곡물만큼 작은 것들을 사용하여 실험을 시작했습니다. 과학자들은 쌀 곡물보다 훨씬 작은 원자와 분자를 다루고 있었기 때문에 그들은 이것을 필요로했습니다.
흑연이 기화되어 Buckminsterfullerene을 발견했습니다. (사진 크레디트 :RVKAMALOV gmail.com/shutterstock)
탄소 원자는 흑연 (또 다른 탄소의 동화물)으로부터 기화되었고, 질량 분광법의 기술을 추가 검사를 위해 사용 하였다. 이를 통해 기화 된 탄소 원자가 60- 탄소 분자를 형성하기 위해 함께 모였다는 결론을 내 렸습니다.
다른 수의 탄소 원자의 다른 클러스터가 있었지만, 그들은 분해되어 일정 시간 후에 질량 분광법 신호가 사라집니다.
이것이 기존의 60 카본 원자 할당에 대한 아이디어가 존재하는 방법입니다!
Fullerenes의 화학적 특성
Fullerene의 구조를 축구 공으로 식별하는 것은 엄청난 일이었습니다.이 탄소의 동반자는 엄청나게 반응하지 않았기 때문입니다! 그것은 과학자들과 연구원 들이이 거대한 분자를 너무나도 너무 비활성화 할 수있는 것에 대해 머리를 긁었습니다.
결과적으로, Fullerenes는 닫힌 케이지와 같은 구조로 인해 불활성 인 경향이 있습니다. 화학적으로, 이들 분자 그룹은 이런 방식입니다. 왜냐하면 그들은 '매달린 채권'또는 느슨한 결합이 없기 때문입니다. 느슨한 결합은 분자가 다른 종과 반응하게 만드는 자유 결합 일뿐입니다.
위는 Fullerene의 구조에 대한 묘사입니다. 검은 구체는 탄소 원자를 나타냅니다. (사진 크레딧 :Angel Soler Gollonet/Shutterstock)
각 탄소는 두 개의 단일 채권과 하나의 이중 결합에 의해 다른 탄소에 연결됩니다. 탄소 원자가 형성 될 수있는 결합의 수는 4입니다. Buckyballs는 벤젠과 같은 유기 용매에 용해되므로 톨루엔 결과로 그을음 (Fullerenes로 구성)을 흔들립니다.
Buckminsterfullerenes는 전자 결핍 종으로 작동하므로 전자가 풍부한 종, 예를 들어 할로겐 또는 하이드 록실 그룹 (-oh 그룹)과 반응하는 것을 선호합니다. 그들이 -oh와 반응 할 때, 그들은‘풀레 레놀’으로 만들어집니다.
Fullerenes는 두 가지 유형의 화합물, 즉 exohedral과 endohedral을 형성하는 경향이 있습니다. 전자 범주는 반응 종이 존재하는 반응을 포함한다. 외부 케이지, 후자는 내부 을 나타냅니다 케이지 상황
외피 종은 Fullerenes 및 위에서 언급 한 –OH 그룹과 같은 다른 반응성 그룹 사이의 화학 반응, 주로 첨가 또는 산화 환원 반응으로 인해 합성된다.
반면에, endohedral 종은 란타늄 또는 이리 디움과 같은 전이 금속 복합체 또는 금속이 새장 내에 갇히게 될 때 합성된다.
endohedral fullerene. 파란색 구는 케이지 안에 갇힌 외래 원자를 나타냅니다. (사진 크레딧 :Angel Soler Gollonet/Shutterstock)
Fullerenes는 대부분 반응하지 않지만, 그런 식으로 합성되기보다는 반응하도록 만들어졌습니다.
Buckyballs의 구조는 축구 공과 매우 유사합니다.
Fullerenes가 적용 할 수있는 치료 용도도 있습니다. 그 안에 정관 된 금속 원자를 갖는 풀러렌은 MRI 및 X- 레이에서 조영제로 사용되고 있습니다. 이 메탈로 룰 레렌은 인체에 무해하기 때문입니다. 그들은 약 1 시간 동안 몸에 머물면서 몸의 내부를 영상화하는 데 도움이됩니다.
진단 실험실 외에도 Fullerenes는 또한 HIV 항성 특성을 갖는 것으로 밝혀졌습니다. 올바르게 착취했다면, 이것은 현대 의학에서 가장 큰 새로운 발전 중 하나 일 수 있습니다.
풀러렌 유도체는 유리한 방식으로 국소화되어 골다공증의 치료에 적합합니다. Fullerenes의 일부 유도체 중 일부는 또한 항균 특성을 갖는 것으로 입증되었습니다.
결론
Fullerenes가 최근에 발견되었고 그 구조가 우리를 경외심으로 남겨 두었음에도 불구하고, 여전히 실험하고 더 연구해야 할 많은 응용 프로그램이 있습니다. 귀여운 타이틀을 가진이 동화물은 어떻게 인류에게 실제로 효과적이 될 것인가!
