Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe bevestigden wetenschappers de formule C60 voor BuckminsterFullerene?

Wetenschappers bevestigden de formule C60 voor BuckminsterFullerene door een combinatie van experimentele technieken en theoretische berekeningen. Hier is een uitsplitsing:

1. Massaspectrometrie:

* Deze techniek analyseert de massa-ladingverhouding van moleculen. Door het massaspectrum van BuckminsterFullerene te analyseren, vonden wetenschappers een piek die overeenkomt met een molecuul met een massa consistent met 60 koolstofatomen. Dit leverde het eerste sterke bewijs op voor de formule C60.

2. Röntgendiffractie:

* Röntgendiffractiepatronen verkregen uit kristallen van BuckminsterFullerene onthulden een zeer symmetrische structuur, consistent met de voorgestelde afgeknotte IcosaHedron-vorm. Analyse van het diffractiepatroon gaf informatie over de rangschikking van atomen in het molecuul, wat de aanwezigheid van 60 koolstofatomen bevestigt.

3. Nucleaire magnetische resonantie (NMR) spectroscopie:

* NMR -spectroscopie stelt wetenschappers in staat om de verschillende soorten koolstofatomen in een molecuul te identificeren. Het NMR -spectrum van BuckminsterFullerene vertoonde een enkele piek, wat aangeeft dat alle 60 koolstofatomen chemisch equivalent zijn, die aansluit op de symmetrische structuur.

4. Theoretische berekeningen:

* Theoretische berekeningen op basis van kwantummechanica voorspelden de stabiliteit en eigenschappen van een molecuul met de formule C60 en een afgeknotte icosahedrale structuur. Deze berekeningen boden verdere ondersteuning voor de experimentele bevindingen.

5. Elektronendiffractie:

* Deze techniek maakt gebruik van elektronenstralen om de structuur van moleculen te bestuderen. Elektron diffractiepatronen van BuckminsterFullerene bevestigden de voorspelde structuur en de aanwezigheid van 60 koolstofatomen.

6. Infraroodspectroscopie:

* IR -spectroscopie meet de absorptie van infraroodstraling door moleculen, wat kenmerkend is voor hun vibratiemodi. Het IR -spectrum van BuckminsterFullerene was consistent met de voorspelde vibratiemodi van een molecuul met de formule C60.

Samenvattend bood een combinatie van meerdere experimentele technieken en theoretische berekeningen sterk en consistent bewijs dat Buckminsterfullerene de formule C60 heeft en een afgeknotte icosahedrale structuur. Dit bewijsmateriaal heeft de identiteit van het molecuul gezamenlijk vastgesteld zonder enige redelijke twijfel.