تمكن الكيميائيون الفيزيائيون من الصين من إنشاء جزيئات الكربون 50 في الحالة الصلبة لأول مرة. يمكن للكربون 50 أن يتفاعل بسهولة مع مجموعة متنوعة من المجموعات العضوية لتكوين مركبات جديدة ذات خصائص كيميائية وفيزيائية مثيرة للاهتمام.
تمكن الكيميائيون الفيزيائيون من الصين من إنشاء جزيئات الكربون 50 في الحالة الصلبة لأول مرة. قام لان سون تشنغ وزملاؤه في جامعة زيمان وزملاؤه في الأكاديمية الصينية للعلوم في بكين وان بإعداد الجزيئات، التي تعتبر الأخت الصغيرة المفقودة لجزيء الكربون 60، باستخدام تقنية تفريغ الشحنة بمساعدة الكلور. وستسمح نتائج البحث للعلماء بدراسة خصائص جزيء الكربون 50 والاستفادة من خصائصه الخاصة. وتمهد الطريقة، التي طورها الفريق الصيني، الطريق لإنشاء جزيئات كربون صغيرة أخرى على شكل قفص (جزيئات الفوليرين).
جزيء القفص الأكثر شيوعًا هو الكربون 60، والذي يُعرف أيضًا بأسماء "باكمنسترفوليرين" (بكمينسترفوليرين على اسم المهندس المعماري ريتشارد بكمنستر فولر، د.أ) أو "كرة الباكي". تم إنشاء الجزيء، الذي يتكون من ستين ذرة كربون مرتبة في أشكال خماسية وسداسية، لأول مرة في عام 1985. ومنذ ذلك الحين، تم إنشاء جزيئات قفص أكبر تحتوي على 70 وحتى 500 ذرة كربون.
كل هذه الجزيئات، التي تم إنشاؤها حتى الآن، أطاعت "قاعدة الخماسي المعزول" (IPR - قاعدة البنتاغون المعزولة)، التي تنص على أن الجزيئات الأكثر استقرارا هي تلك التي يكون فيها كل خماسي محاطا بخمسة أشكال سداسية. إلا أن هذا الشرط لا يمكن أن يتحقق في الجزيئات التي تحتوي على أقل من ستين ذرة كربون. وهذا يعني أن الجزيئات المحبوسة التي لا تخضع لقاعدة حقوق الملكية الفكرية سيكون لها خصائص غير عادية. كما أنه يجعل بنيتها غير مستقرة، ويصعب تركيبها. حتى الآن، لم يتم إنتاج جزيئات القفص التي تحتوي على أقل من ستين ذرة كربون إلا في الحالة الغازية.
تمكن تسنغ وزملاؤه من تثبيت جزيئات الكربون 50 في الحالة الصلبة باستخدام طريقة تفريغ قوس الجرافيت. لقد أضافوا بخار رابع كلوريد الكربون عند ضغط 0.013 ضغط جوي إلى الهيليوم عند ضغط 0.395 ضغط جوي في وعاء مغلق من الفولاذ المقاوم للصدأ. ثم قم بتطبيق مجال كهربائي بقوة أربعة وعشرين فولتًا. بعد ذلك، قاموا بتنظيف 90 جرامًا من السخام، الذي يحتوي على كلوريد الكربون 50 (C50Cl10)، وتركوا مع 50 مليجرام من كلوريد الكربون 99.5 النقي بنسبة XNUMX%.
"يبدو جزيء الكربون 50 من السعرات الحرارية وكأنه سفينة فضائية أو كوكب يدور. وقال عضو الفريق Su-Yuan Xie لـ Physics Web (انظر الشكل): "لديه 10 أذرع من كلوريد الكربون جاهزة وتنتظر التأثير الكيميائي". مثل مشتقات الكربون 60 والكربون 70، يقول زي إن الكربون 50 يمكن أن يتفاعل بسهولة مع مجموعة متنوعة من المجموعات العضوية لتكوين مركبات جديدة ذات خصائص كيميائية وفيزيائية مثيرة للاهتمام. أبعد من ذلك، سيكون من الممكن استخدام هذه الطريقة لتجميع جزيئات القفص الصغيرة الأخرى، مثل الكربون 54 والكربون 56.
ترجمة: ديكلا أورين
