Лекция по наноэлектронике

Когда все орбитали вступают, участвуют в этой линейной комбинации, мы наблюдаем так называемую SP3-гибридизацию. Значит, в этом случае образуются 4 гибридных орбитали. На 1/4 - это S-орбитали, и на 3/4 - это P-орбитали. Вот форма такой и такой орбитали представлена на данном рисунке. Все орбитали под углом примерно 109 градусов, 28 минут. Эти орбитали могут вступать в химические связи. Вот здесь как раз показано перекрытие оболочек S-орбиталями атома водорода. В данном случае мы имеем дело с митаном CH4. Возможно другая ситуация, когда не все орбитали гибридизируются. Вот, например, гибридизируются только 2 P-орбитали и 1 S-орбитали. Значит, в этом случае у меня образуются 3 гибридных орбитали, расположенные в плоскости. И одна негибридная орбиталь, которая располагается перпендикулярно в этой плоскости. И вот при такой гибридизации атомы углерода могут взаимодействовать друг с другом, обрадуя целый набор химических связей. Значит, возможно, если я рассмотрю еще один атом углерода, перекрытие, скажем, вот этой орбитали гибридизированной, соседней орбитали гибридизированной атома углерода следующего, а также перекрытие негибридизированных P-орбиталей. В первом случае мы имеем дело с сигма-связью, в втором случае мы имеем дело с P-с В первом случае мы имеем дело с сигма-связью, в втором случае мы имеем дело с P-связью. Таким образом у нас формируется двойная связь. Два атома углерода достаточно крепко связаны с друг с другом. Ну и, наконец, третий вид гибридизации, когда в ней участвует только одна S-орбиталь и одна P-орбиталь. В результате возникают две гибридизированные орбитали, которые расположены в одном и том же направлении, например, в направлении Х. А вот две негибридизированные орбитали перпендикулярны этому направлению, то есть негибридизированный орбиталь в направлении Z и негибридизированный орбиталь P в направлении H. Ну, я немножечко освежил вашу память, а теперь, собственно говоря, давайте перейдём к Фуллеренам. Вот, уже давали ему определение, но тут картинки, конечно, красивые такие, не нарисовать. Итак, что мы будем понимать с вами под термином Фуллерен? В общем, Фуллерен - это аллотропная форма углерода, которая представляет собой замкнутые молекулы, вот ключевое слово - молекулы. Дальше мы будем рассматривать другие аллотропные формы углерода, но они уже не будут молекулами, за исключением может быть графена, но об этом чуть подальше. Итак, это молекулы, состоящие из пятиугольников и шестиугольников с атомами углерода, вершина. Обычно счит Итак, что мы будем понимать с вами под термином Фуллерен? В общем, Фуллерен - это аллотропная форма углерода, которая представляет собой замкнутые молекулы, вот ключевое слово - молекулы. Дальше мы будем рассматривать другие аллотропные формы углерода, но они уже не будут молекулами, за исключением может быть графена, но об этом чуть подальше. Итак, это молекулы, состоящие из пятиугольников и шестиугольников с атомами углерода, вершина. Обычно считается, что в Фуллере число атомов углерода от 20 до 540. Вот примерная форма. Вот 20, 24. Это близко к сферической форме. Это С60, но она не идеально сферическая. Чем дальше, тем отклонение от сферичности. Вот С70, немножко сплющена, на дыньку напоминает. А вот этот вот, Фуллерен С540. Смотрите, какая интересная у него форма становится. Фуллерены с числом атомов углерода больше 80 очень неустойчивые, поэтому из них они слабо изучены, из них структуры тоже неустойчивые получаются.Наибольший интерес в настоящее время представляет С60, С70, С80. Обычно считается, что в Фуллере число атомов углерода от 20 до 40. Это близко к сферической форме. Это С60, но она не идеально сферическая. Чем дальше, тем отклонение от сферичности. Вот С70, немножко сплющена, на дыньку напоминает. А вот этот вот, Фуллерен С540. Смотрите, какая интересная у него форма становится. Фуллерены с числом атомов углерода больше 80 очень неустойчивые, поэтому из них они слабо изучены, из них структуры тоже неустойчивые получаются.Наибольший интерес в настоящее время представляет С60, С70, С80. [outro] [end]