The isolated-pentagon rule and nice substructures in fullerenes

angleški

2018

letnik 15, številka 2

ciklični povezavni rez   fuleren   Kekuléjeva struktura   konjugiran cikel   obliž   pravilo izoliranega petkotnika   stabilnost

Univerza na Primorskem, Fakulteta za naravoslovje, matematiko in informacijske tehnologije
(Obvezni izvod spletne publikacije)

Po odkritju fulerenov je Kroto leta 1987 prvi predlagal pravilo izoliranega petkotnika (IPR): najstabilnejši fulereni so tisti, v katerih si nobena dva petkotnika ne delita povezave, tj. vsak petkotnik je obdan izključno s šestkotniki. Do sedaj so strukture sintetiziranih in izoliranih (nevtralnih) fulerenov izpolnjevale to pravilo. Pravilo IPR se da opravičiti na podlagi lokalnega seva v geometriji in ?$\pi$?-elektronske resonančne energije fulerenov. Če sta dva petkotnika v fulerenu sopostavljena, nastane cikel dolžine 8 vzdolž roba pentalena (para sopostavljenih petkotnikov). Ta članek potrjuje, da takšen 8-cikel vselej predstavlja konjugirani cikel fulerena v smislu teorije grafov. Ker konjugirani cikli dolžine 8 po teoriji konjugiranih ciklov destabilizirajo molekulo, ta rezultat daje osnovo za veljavnost pravila IPR v ?$\pi$?-elektronski resonanci. Dokažemo tudi, da sta vsak 6-cikel (šestkotnik) in vsak 10-cikel vzdolž roba dveh sopostavljenih šestkotnikov konjugirana. Ti dve vrsti konjugiranih ciklov zadoščata ?$(4n+2)$?-pravilu in posledično stabilizirata molekulo.

29.05.2020