C70 fullerene
C70 ಫುಲೆರೀನ್ 70 ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಫುಲೆರೀನ್ ಅಣುವಾಗಿದೆ. ಇದು ಪಂಜರದಂತಹ ಬೆಸೆಯಲಾದ-ಉಂಗುರದ ರಚನೆಯಾಗಿದ್ದು, ರಗ್ಬಿ ಚೆಂಡನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ, ಇದು 25 ಷಟ್ಕೋಣಗಳು ಮತ್ತು 12 ಪೆಂಟಗನ್ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಪ್ರತಿ ಬಹುಭುಜಾಕೃತಿಯ ಶೃಂಗಗಳಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಬಹುಭುಜಾಕೃತಿಯ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಬಂಧವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಬಕ್ಮಿನ್ಸ್ಟರ್ ಫುಲೆರೀನ್ (ಸಿ60 ಫುಲೆರೀನ್) ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಲಾದ ಸಂಬಂಧಿತ ಫುಲೆರೀನ್ ಅಣುವು 60 ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ 1985 ರಲ್ಲಿ ರೈಸ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ ಹೆರಾಲ್ಡ್ ಕ್ರೊಟೊ, ಜೇಮ್ಸ್ ಆರ್. ಹೀತ್, ಸೀನ್ ಒ 'ಬ್ರಿಯೆನ್, ರಾಬರ್ಟ್ ಕರ್ಲ್ ಮತ್ತು ರಿಚರ್ಡ್ ಸ್ಮಾಲಿಯವರು ಉದ್ದೇಶಪೂರ್ವಕವಾಗಿ ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದರು. ಕ್ರೋಟೋ, ಕರ್ಲ್ ಮತ್ತು ಸ್ಮಾಲ್ಲಿ ಅವರಿಗೆ ಪಂಜರದಂತಹ ಫುಲರೀನ್ಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರದಲ್ಲಿ ಅವರ ಪಾತ್ರಕ್ಕಾಗಿ 1996ರ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡಲಾಯಿತು. ಈ ಹೆಸರು ಬಕ್ಮಿನ್ಸ್ಟರ್ ಫುಲ್ಲರ್ಗೆ ಗೌರವವಾಗಿದೆ, ಅವರ ಭೌಗೋಳಿಕ ಗುಮ್ಮಟಗಳು ಈ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೋಲುತ್ತವೆ. ಬಕೀಬಾಲ್ ಅಣುಗಳ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಮುನ್ಸೂಚನೆಗಳು 1960ರ ದಶಕದ ಅಂತ್ಯದಿಂದ 1970ರ ದಶಕದ ಆರಂಭದವರೆಗೆ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡವು, ಆದರೆ ಅವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಗಮನಕ್ಕೆ ಬರಲಿಲ್ಲ. 1970ರ ದಶಕದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ಹ್ಯಾರಿ ಕ್ರೊಟೊ ಮತ್ತು ಡೇವಿಡ್ ವಾಲ್ಟನ್ ನೇತೃತ್ವದ ಸಸೆಕ್ಸ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಒಂದು ಗುಂಪು ಅಪರ್ಯಾಪ್ತ ಇಂಗಾಲದ ಸಂರಚನೆಗಳ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿತು. 1980ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಟೆಕ್ಸಾಸ್ನ ರೈಸ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ ರಿಚರ್ಡ್ ಸ್ಮಾಲಿ ಮತ್ತು ಬಾಬ್ ಕರ್ಲ್ ಅವರು ಈ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಒಂದು ತಂತ್ರವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಅವರು ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಮೂಹಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸೂಕ್ತವಾದ ಗುರಿಯ ಲೇಸರ್ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಗುರಿಯನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ ಕ್ರೋಟೊ ಅದನ್ನು ಅರಿತುಕೊಂಡನು. ಸಿ70ಯನ್ನು 1985ರಲ್ಲಿ ರಾಬರ್ಟ್ ಕರ್ಲ್, ಹೆರಾಲ್ಡ್ ಕ್ರೊಟೊ ಮತ್ತು ರಿಚರ್ಡ್ ಸ್ಮಾಲಿ ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ನ ಲೇಸರ್ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅವರು ಸಿಎನ್ ಸಮೂಹಗಳನ್ನು ಕಂಡುಕೊಂಡರು (ಎನ್> 20 ರೊಂದಿಗೆ ಸಮ ಎನ್ಗೆ) ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದವು ಸಿ 60 ಮತ್ತು ಸಿ 70. ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕಾಗಿ ಅವರಿಗೆ 1996ರ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡಲಾಯಿತು. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಗುರುತಿಸಲಾಗದ ಅಂತರತಾರಾ ದ್ರವ್ಯವನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸಲು ಮತ್ತು ನಿರೂಪಿಸಲು ಇಂಗಾಲದ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರಿಂದ ಬಕಿಬಾಲ್ಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಆಕಸ್ಮಿಕವಾಗಿತ್ತು. ಉತ್ಪನ್ನದ ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಗೋಳಾಕಾರದ ಇಂಗಾಲದ ಅಣುಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. 1990ರಲ್ಲಿ, ಕೆ. ಫಾಸ್ಟಿರೊಪೊಲೊಸ್, ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ಕ್ರಾಟ್ಚ್ಮರ್ ಮತ್ತು ಡಿ. ಆರ್. ಹಫ್ಮನ್ ಅವರು ಗ್ರಾಂ ಮತ್ತು ಕಿಲೋಗ್ರಾಂ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಫುಲೆರೀನ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಸರಳ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು, ಇದು ಫುಲೆರೀನ್ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು. ಈ ತಂತ್ರದಲ್ಲಿ, ಜಡ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ (ಹೀಲಿಯಂ ಅನಿಲ) ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ಚಾಪದ ವಿಸರ್ಜನೆಯನ್ನು ಹೊತ್ತಿಸುವ ಮೂಲಕ ಎರಡು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಂದ ಇಂಗಾಲದ ಮಸಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ನ ಲೇಸರ್ ಕ್ಷಯಿಸುವಿಕೆ ಅಥವಾ ಆರೊಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ಗಳ ಪೈರೋಲಿಸಿಸ್ನಿಂದ ಮಸಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಬಹು ಹಂತದ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮಸಿನಿಂದ ಫುಲೆರೀನ್ಗಳನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಮಸಿ ಸೂಕ್ತವಾದ ಸಾವಯವ ದ್ರಾವಕಗಳಲ್ಲಿ ಕರಗುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತವು ಶೇಕಡಾ 70ರಷ್ಟು ಸಿ60 ಮತ್ತು ಶೇಕಡಾ 15ರಷ್ಟು ಸಿ70 ಮತ್ತು ಇತರ ಫುಲರೀನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಕ್ರೊಮ್ಯಾಟೋಗ್ರಫಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಈ ಭಿನ್ನರಾಶಿಗಳನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಅಣು C70 ಅಣುವು D5h ಸಮ್ಮಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು 37 ಮುಖಗಳನ್ನು (25 ಷಟ್ಕೋಣಗಳು ಮತ್ತು 12 ಪೆಂಟಗನ್ಗಳು) ಹೊಂದಿದ್ದು, ಪ್ರತಿ ಬಹುಭುಜಾಕೃತಿಯ ಶೃಂಗಗಳಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಬಹುಭುಜಾಕೃತಿಯ ಅಂಚಿನಲ್ಲಿ ಬಂಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಇದರ ರಚನೆಯು C60 ಅಣುವಿನ (20 ಷಟ್ಕೋಣಗಳು ಮತ್ತು 12 ಪೆಂಟಗನ್ಗಳು) ರಚನೆಯನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸಮಭಾಜಕದಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಲಾದ 5 ಷಟ್ಕೋಣಗಳ ಪಟ್ಟಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಅಣುವು 0.137 ಮತ್ತು 0.146 nm ನಡುವಿನ ಎಂಟು ಬಂಧದ ಉದ್ದಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ರಚನೆಯಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣು ಇತರ 3 ಪರಮಾಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೋವೆಲೆಂಟ್ ಆಗಿ ಬಂಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. C70 ಆರು ರಿವರ್ಸಿಬಲ್, ಒಂದು-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಡಿತಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗಬಹುದು, ಆದರೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಮೊದಲ ಕಡಿತಕ್ಕೆ ಸುಮಾರು 1 ವಿ (ಎಫ್ಸಿ/) ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಿ 70 ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ವೀಕಾರಕವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ದ್ರಾವಣ ಫುಲೆರೀನ್ಗಳು ಟೋಲುಯಿನ್ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಸಲ್ಫೈಡ್ನಂತಹ ಅನೇಕ ಸುಗಂಧ ದ್ರಾವಕಗಳಲ್ಲಿ ವಿರಳವಾಗಿ ಕರಗುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಅಲ್ಲ. C70 ದ್ರಾವಣಗಳು ಕೆಂಪು ಕಂದು ಬಣ್ಣದ್ದಾಗಿರುತ್ತವೆ. C70ಯ ಮಿಲಿಮೀಟರ್ ಗಾತ್ರದ ಹರಳುಗಳನ್ನು ದ್ರಾವಣದಿಂದ ಬೆಳೆಸಬಹುದು. ಘನ C70, ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಮೊನೊಕ್ಲಿನಿಕ್, ಷಡ್ಭುಜಾಕೃತಿಯ, ರಾಂಬೊಹೆಡ್ರಲ್ ಮತ್ತು ಮುಖ-ಕೇಂದ್ರಿತ ಘನ (FCC) ಬಹುರೂಪಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. 70°ಸೆ ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಎಫ್. ಸಿ. ಸಿ ಹಂತವು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತರ್ಕಬದ್ಧಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ಒಂದು ಘನದಲ್ಲಿ, C70 ಅಣುಗಳು ಎಫ್. ಸಿ. ಸಿ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ಸಮ್ಮಿತಿಯು ಅವುಗಳ ಸಾಪೇಕ್ಷ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಆಣ್ವಿಕ ತಿರುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ತಾಪಮಾನ ಅಥವಾ ಒತ್ತಡದಿಂದ ಲಾಕ್ ಮಾಡಿದಾಗ ಕಡಿಮೆ-ಸಮಮಿತಿ ಮೊನೊಕ್ಲಿನಿಕ್ ರೂಪವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಣುವಿನ ಸಮ್ಮಿತಿ ಅಕ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದರ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಭಾಗಶಃ ತಿರುಗುವಿಕೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಷಟ್ಕೋಣ ಅಥವಾ ರಾಂಬೊಹೆಡ್ರಲ್ ಸಮ್ಮಿತಿಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಅಣುಗಳು ಮುಕ್ತವಾಗಿ ತಿರುಗಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದಾಗ ಘನ ರಚನೆಯಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. C70 ಯ ಎಲ್ಲಾ ಹಂತಗಳು 1.77 eV ಬ್ಯಾಂಡ್ಗ್ಯಾಪ್ನೊಂದಿಗೆ ಕಂದು ಬಣ್ಣದ ಹರಳುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ; ಅವು n-ರೀತಿಯ ಅರೆವಾಹಕಗಳಾಗಿವೆ, ಅಲ್ಲಿ ವಾಹಕತೆ ವಾತಾವರಣದಿಂದ ಘನಕ್ಕೆ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ. ಎಫ್. ಸಿ. ಸಿ. ಸಿ. ಸಿ. 70 ಘನದ ಘಟಕ ಕೋಶವು 4 ಆಕ್ಟಾಹೆಡ್ರಲ್ ಮತ್ತು 12 ಟೆಟ್ರಾಹೆಡ್ರಲ್ ತಾಣಗಳಲ್ಲಿ ಶೂನ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಅವು ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದುವಷ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಕ್ಷಾರ ಲೋಹಗಳಂತಹ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ದಾನ ಮಾಡುವ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಈ ಶೂನ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಡೋಪ್ ಮಾಡಿದಾಗ, C70 ಸುಮಾರು 2 S/cm ವರೆಗಿನ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಾಹಕವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಗ್ರಂಥಸೂಚಿ ಫುಲೆರೀನ್ಸ್