作业帮H2是分子C60是原子为什么
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/30 02:33:21
H2是分子C60是原子为什么
H2是分子C60是原子为什么
H2是分子C60是原子为什么
C60分子是一种由60个碳原子构成的分子,它形似足球,因此又名足球烯.（C60这种物质是由C60分子组成的,而不是由原子构成的.）
C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子,它具有60个顶点和32个面,其中12个为正五边形,20个为正六边形.其相对分子质量约为720.
处于顶点的碳原子与相邻顶点的碳原子各用近似于sp2杂化轨道重叠形成σ键,每个碳原子的三个σ键分别为一个五边形的边和两个六边形的边.碳原子杂化轨道理论计算值为sp2.28,每个碳原子的三个σ键不是共平面的,键角约为108°或120°,因此整个分子为球状.每个碳原子用剩下的一个p轨道互相重叠形成一个含60个π电子的闭壳层电子结构,因此在近似球形的笼内和笼外都围绕着π电子云.分子轨道计算表明,足球烯具有较大的离域能.C60具有金属光泽,有许多优异性能,如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀、在光、电、磁等领域有潜在的应用前景.
碳纳米管是典型的富勒烯,又称巴基管,是一种管状结构的碳原子簇,直径约几纳米,长约几微米.据理论计算,碳纳米管纤维的强度是钢的100倍,而质量仅为钢的1/7,如果能做成碳纤维,将是理想的轻质高强度材料.碳纳米管还具有极强的储气能力,可以在燃料电池储氢装置上.
C60是一种碳原子簇.它有确定的组成,60个碳原子构成像足球一样的32面体,包括20个六边形,12个五边形.由于这个结构的提出是受到建筑学家富勒(Buckminster Fuller）的启发.富勒曾设计一种用六边形和五边形构成的球形薄壳建筑结构.因此科学家把C60叫做足球烯,也叫做富勒烯,因为32面体的每个顶点上的碳原子跟三个其它的碳原子相邻.如同苯环上每个碳原子都是sp2杂化.p轨道在环的上、下形成π键一样,足球烯每个顶角上的碳原子也都满足sp2杂化的要求,（类似萘环上两个不带氢原子的碳原子）剩余的p轨道在C60分子的外围和内腔形成π键.所以C60是一种烯.
因为C60是石墨、金刚石的同素异形体,因此有科学家联想到用廉价的石墨作原料合成C60,也有人想到它含有苯环单元的结构,或许可以选用苯作原料合成C60.这些设想最后都实现了.现在,1000g苯可以制得3gC70和C60的混合物（它们的比率为0.26～5.7）.
大自然鬼斧神工的巧合,这60个C原子在空间进行排列时,形成一个化学键最稳定的空间排列位置,恰好与足球表面格的排列一致.