Cyklokarbon

Cyklo[18]węgiel, Cyklooktadeka-1,3,5,7,9,11,13,15,17-nonayn, C
18 (cyklooktadekawęgiel[1]) – alotropowa odmiana węgla o strukturze cząsteczkowej (podobnie jak fuleren). Ma strukturę pierścienia złożonego z 18 atomów węgla, w którym naprzemiennie występują wiązania potrójne i pojedyncze[2][3].

Otrzymywanie

Istnienie cyklowęgla w fazie gazowej stwierdzono w 1989 r.[4] W fazie stałej został otrzymany w 2019 r. w skali pojedynczych cząsteczek położonych na warstwie NaCl. Substratem był znany wcześniej tzw. tlenek cyklowęgla, C
24O
6, który za pomocą sublimacji został naniesiony na powierzchnię NaCl w temperaturze 5 K (−268 °C). Proces obserwowano za pomocą mikroskopu sił atomowych (AFM). Następnie za pomocą końcówki AFM z C
24O
6 usunięto pojedyncze cząsteczki tlenku węgla, uzyskując docelowy cyklo[18]węgiel, C
18[2][3]:

Synteza cyklo[18]węgla
Synteza cyklo[18]węgla

Właściwości

Z obliczeń teoretycznych nie było jasne, czy cyklooktadekawęgiel ma formę kumulenu (nazwa systematyczna: cyklooktadekaoktadekaen[5]), tj. zawiera 18 równocennych wiązań podwójnych, czy formę poliynu (nazwa systematyczna: cyklooktadeka-1,3,5,7,9,11,13,15,17-nonayn), tj. zawiera naprzemiennie wiązania pojedyncze i potrójne. Analiza AFM uzyskanych cząsteczek cyklo[18]węgla ujawniła strukturę poliynu. Oznacza to, że cyklowęgiel powinien mieć charakter półprzewodnika. Jego stabilność w postaci makroskopowej nie jest znana[2][3].

  • Hipotetyczny cyklowęgiel o strukturze kumulenu
    Hipotetyczny cyklowęgiel o strukturze kumulenu
  • Zaobserwowany cyklowęgiel o strukturze poliynu
    Zaobserwowany cyklowęgiel o strukturze poliynu

Przypisy

  1. ↑ Nomenklatura chemii nieorganicznej. Zalecenia 1990, Wrocław: Polskie Towarzystwo Chemiczne, Komisja Nomenklatury Chemii Nieorganicznej/Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, 1998 (seria Wiadomości Chemiczne. Biblioteka), s. 50–52, 318, ISBN 83-229-1873-9 [dostęp 2019-08-16] .
  2. ↑ a b c KatharinaK. Kaiser KatharinaK. i inni, An sp-hybridized molecular carbon allotrope, cyclo[18]carbon, „Science”, 2019, Early Access, DOI: 10.1126/science.aay1914  (ang.).
  3. ↑ a b c LudwikaL. Tomala LudwikaL., Diament, grafen, grafit, fulereny i... cyklokarbon! Zaobserwowano nową odmianę węgla [online], Nauka w Polsce, 16 sierpnia 2019 [dostęp 2019-08-16] .
  4. ↑ F.F. Diederich F.F. i inni, All-Carbon Molecules: Evidence for the Generation of Cyclo[18]carbon from a Stable Organic Precursor, „Science”, 245 (4922), 1989, s. 1088–1090, DOI: 10.1126/science.245.4922.1088, JSTOR: 1704307  (ang.).
  5. ↑ P-31.1 Końcówki ‘en’ i ‘yn’(‘in’), [w:] Henri A.H.A. Favre Henri A.H.A., Warren H.W.H. Powell Warren H.W.H., Nomenklatura związków organicznych. Rekomendacje IUPAC i nazwy preferowane 2013, Komisja Terminologii Chemicznej Polskiego Towarzystwa Chemicznego (tłum.), wyd. 5, Narodowy Komitet Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej, [2023], s. 352 .
  • p
  • d
  • e
Odmiany alotropowe węgla