О состоянии молекулы СН₄ в октапоре фуллерита С₆₀
Методом низкотемпературного осаждения из раствора получен фуллерит, интеркалированный метаном (СН₄)₀,₅₆С₆₀. Установлено, что переход молекулы метана из газовой фазы в октапору фуллерита сопровождается «покраснением» нормальных колебаний (на 19 и 8 см⁻¹ для ν₃- и ν₄-колебаний). В ¹³СЯМР-спектре при п...
Saved in:
| Published in: | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
2012
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75876 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | О состоянии молекулы СН₄ в октапоре фуллерита С₆₀ / Ю.М. Шульга, В.М. Мартыненко, С.А. Баскаков, Е.М. Анохин, А.В. Максимычев, Г.Л. Гуцев, Д.В. Щур // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2012. — Т. 10, № 4. — С. 723-729. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859843952379691008 |
|---|---|
| author | Шульга, Ю.М. Мартыненко, В.М. Баскаков, С.А. Анохин, Е.М. Максимычев, А.В. Гуцев, Г.Л. Щур, Д. В. |
| author_facet | Шульга, Ю.М. Мартыненко, В.М. Баскаков, С.А. Анохин, Е.М. Максимычев, А.В. Гуцев, Г.Л. Щур, Д. В. |
| citation_txt | О состоянии молекулы СН₄ в октапоре фуллерита С₆₀ / Ю.М. Шульга, В.М. Мартыненко, С.А. Баскаков, Е.М. Анохин, А.В. Максимычев, Г.Л. Гуцев, Д.В. Щур // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2012. — Т. 10, № 4. — С. 723-729. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
| description | Методом низкотемпературного осаждения из раствора получен фуллерит, интеркалированный метаном (СН₄)₀,₅₆С₆₀. Установлено, что переход молекулы метана из газовой фазы в октапору фуллерита сопровождается «покраснением» нормальных колебаний (на 19 и 8 см⁻¹ для ν₃- и ν₄-колебаний). В ¹³СЯМР-спектре при подавлении взаимодействия с протонами метан проявляется в виде одиночного пика с максимумом при −0,42 м.д., что на 10 м.д. выше положения этого пика метана в газовой фазе. Квантово-химические расчёты показали, что образование ассоциатов СН₄•С₆₀ в газовой фазе энергетически невыгодно при любой взаимной ориентации молекул СН₄ и С₆₀.
Методою низькотемпературного осадження з розчину одержано фуллеріт, інтеркальований метаном (СН₄)₀,₅₆С₆₀. Встановлено, що перехід молекулі метану з газової фази в октапору фуллеріту супроводжується «почервонінням» нормальних коливань (на 19 і 8 см⁻¹ для ν₃- та ν₄-коливань). У ¹³СЯМР-спектрі з пригніченням взаємодії з протонами метан виявляється у вигляді одинокого піка з максимумом при −0,42 м.д., що на 10 м.д. вище положення цього піка метану в газовій фазі. Квантово-хемічні розрахунки показали, що утворення асоціятів СН₄•С₆₀ у газовій фазі енергетично невигідне за будь-якої взаємної орієнтації молекуль СН₄ і С₆₀.
The fullerite intercalated with methane (СН₄)₀,₅₆С₆₀ is fabricated from a solution by the low temperature deposition method. As revealed, the transition of methane molecule from the gaseous phase to the octahedral pores of fullerite is accompanied with ‘flushing’ of normal oscillations (by 19 and 8 cm⁻¹ for ν₃ and ν₄ vibrations). In the ¹³C-NMR spectrum, under suppression of methane interaction with protons, methane manifests itself as a single peak with a maximum at −0.42 ppm that is 10 ppm above the position of this peak of methane in the gaseous phase. The quantum-chemical calculations show that the formation of СН₄•С₆₀ associates in the gaseous phase is unfavourable by energy at any mutual orientation of the CH₄ and C₆₀ molecules.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:38:20Z |
| format | Article |
| fulltext |
723
PACS numbers: 61.05.Qr, 61.48.De,76.60.-k,78.30.Na,81.05.ub,82.56.-b, 88.30.R-
О состоянии молекулы СН4 в октапоре фуллерита С60
Ю. М. Шульга, В. М. Мартыненко, С. А. Баскаков, Е. М. Анохин
*,
А. В. Максимычев
*, Г. Л. Гуцев
**, Д. В. Щур***
Институт проблем химической физики РАН,
ул. Академика Семёнова, д. 1,
142432 Черноголовка, Московская область, Россия
*Московский физико-технический институт (госуниверситет),
ул. Керченская, 1А, корп. 1,
142432 Долгопрудный, Московская область, Россия
**Department of Physics,
Florida A&M University,
FL 32307 Tallahassee, U.S.A.
***Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины,
ул. Кржижановского, 3,
03142 Киев, Украина
Методом низкотемпературного осаждения из раствора получен фуллерит,
интеркалированный метаном (СН4)0,56С60. Установлено, что переход молеку-
лы метана из газовой фазы в октапору фуллерита сопровождается «покрас-
нением» нормальных колебаний (на 19 и 8 см
−1
для ν3- и ν4-колебаний). В
13С-
ЯМР-спектре при подавлении взаимодействия с протонами метан проявля-
ется в виде одиночного пика с максимумом при −0,42 м.д., что на 10 м.д.
выше положения этого пика метана в газовой фазе. Квантово-химические
расчёты показали, что образование ассоциатов СН4·С60 в газовой фазе энер-
гетически невыгодно при любой взаимной ориентации молекул СН4 и С60.
Методою низькотемпературного осадження з розчину одержано фуллеріт,
інтеркальований метаном (СН4)0,56С60. Встановлено, що перехід молекулі
метану з газової фази в октапору фуллеріту супроводжується «почерво-
нінням» нормальних коливань (на 19 і 8 см
−1
для ν3- та ν4-коливань). У
13С-
ЯМР-спектрі з пригніченням взаємодії з протонами метан виявляється у
вигляді одинокого піка з максимумом при −0,42 м.д., що на 10 м.д. вище
положення цього піка метану в газовій фазі. Квантово-хемічні розрахун-
ки показали, що утворення асоціятів СН4·С60 у газовій фазі енергетично
невигідне за будь-якої взаємної орієнтації молекуль СН4 і С60.
The fullerite intercalated with methane (CH4)0.56C60 is fabricated from a solu-
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies
2012, т. 10, № 4, сс. 723—729
© 2012 ІМФ (Інститут металофізики
ім. Г. В. Курдюмова НАН України)
Надруковано в Україні.
Фотокопіювання дозволено
тільки відповідно до ліцензії
724 Ю. М. ШУЛЬГА, В. М. МАРТЫНЕНКО, С. А. БАСКАКОВ и др.
tion by the low-temperature deposition method. As revealed, the transition of
methane molecule from the gaseous phase to the octahedral pores of fullerite
is accompanied with ‘flushing’ of normal oscillations (by 19 and 8 cm
−1
for ν3
and ν4 vibrations). In the
13C-NMR spectrum, under suppression of methane
interaction with protons, methane manifests itself as a single peak with a
maximum at −0.42 ppm that is 10 ppm above the position of this peak of me-
thane in the gaseous phase. The quantum-chemical calculations show that the
formation of СН4·С60 associates in the gaseous phase is unfavourable by ener-
gy at any mutual orientation of the CH4 and C60 molecules.
Ключевые слова: фуллерит С60, интеркаляция, метан, ИК-спектроско-
пия, ЯМР, квантово-химические расчёты.
(Получено 16 января 2012 г.)
1. ВВЕДЕНИЕ
Допирование фуллеритов является одним из способов изменения их
свойств. Так, при допировании фуллерита С60 атомами щелочных ме-
таллов были получены сверхпроводники А3С60, где А – атом щелоч-
ного металла (см., например, [1]). Даже инертные газы, внедренные в
решетку фуллерита С60, увеличивают параметр его ГЦК-решетки и
уменьшают температуру ориентационного фазового перехода (ОФП)
[2, 3].
В последнее время интеркалирование фуллеритов рассматривают
как перспективный способ хранения редких газов [4, 5].
Фуллерит С60, интеркалированный метаном, описан в ряде работ
[6—10]. В работе [6] было установлено, что при температуре 296 К мо-
лекулы СН4 и С60 сферически неупорядочены (т.е. они совершают
свободное некоррелированное вращение). Температура ОФП умень-
шается с 260 К (у чистого фуллерита) до 241 К у (СН4)хС60 и до 235 К у
(СD4)хС60. При 200 К молекулы С60 в решетке фуллерита, в том числе
и у фуллерита, интеркалированного метаном, упорядочиваются, в то
время как молекулы СD4 полностью разориентированы и продолжа-
ют свободно вращаться [6]. В статье [7] описываются результаты
низкотемпературного (ниже 40 К) исследования системы СН4/С60 ме-
тодом неупругого рассеяния нейтронов, что позволило сделать вывод
о торможении вращения молекулы СН4 углеродными каркасами C60
при низких температурах.
В нашей работе [8] было показано, что метан из (СН4)хС60 выделя-
ется в диапазоне температур от комнатной до 500°С, причем
наибольшее давление метана над фуллеритом достигается в диапа-
зоне температур 400—500°С, когда с уже заметной скоростью про-
исходит сублимация молекул фуллерена.
Термическое расширение образцов (СН4)хС60 и (СD4)хС60 при темпе-
ратурах жидкого гелия изучали в работах [9] и [10] соответственно.
О СОСТОЯНИИ МОЛЕКУЛЫ СН4 В ОКТАПОРЕ ФУЛЛЕРИТА С60 725
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Материалы
В работе использовался фуллерен С60, содержащий 99,5 масс.% ос-
новного вещества. В качестве растворителя был выбран 1,2-дихлор-
бензол (ДХБ), а в качестве осадителя (высаливателя) использовался
высокочистый изопропиловый спирт (ИПС). Растворители и осади-
тель непосредственно перед выполнением опытов дополнительно
очищали путем перегонки.
Эксперимент по осаждению фуллерита из раствора заключался в
следующем. Раствор фуллерита (10 мг/мл) насыщали метаном пу-
тем пробулькивания в течение нескольких часов. Затем в раствор
добавлялся ИПС, объем которого приблизительно в 5 раз превышал
объем первичного раствора. ИПС также предварительно насыщали
метаном. Процесс высаливания продолжался до тех пор, пока рас-
твор не становился светлым. Затем образовавшуюся взвесь отфиль-
тровывали. Собранный на фильтре порошок фуллерита сушился на
воздухе в течение 5—10 часов.
2.2. Методы исследования
Структуру полученного осадка определяли из анализа ИК-спектров
и рентгеновских дифрактограмм. ИК-спектры регистрировали
спектрометром Perkin-Elmer Spectrum 100 с приставкой UATR.
Рентгенограммы были получены с помощью дифрактометра ДРОН
АДП-1, используя монохроматическое CuKα-излучение.
Спектры ЯМР высокого разрешения на ядрах
1H и
13C регистриро-
вали при комнатной температуре с использованием ЯМР-спектро-
метра Varian Unity Inova 500M WB с рабочей частотой для протонов
500 МГц. Для получения спектров высокого разрешения твердых
препаратов фуллерита применяли вращение образцов под магиче-
ским углом (MAS) с частотой 5 кГц.
2.3. Детали расчетов
Наши расчеты по ассоциатам СН4⋅С60 выполнены с использованием
комплекса программ Gaussian 03 [11]. Предварительная оптимиза-
ция геометрии и расчет частот гармонических колебаний для проб-
ных структур синглетных и триплетных состояний выполнены с
использованием сравнительно небольшого базиса 6-31G [12].
Структуры, соответствующие локальным минимумам полной энер-
гии, были оптимизированы с использованием большого базиса 6-
311G*
(11s5p1d)/[4s3p1d].
726 Ю. М. ШУЛЬГА, В. М. МАРТЫНЕНКО, С. А. БАСКАКОВ и др.
В качестве обменно-корреляционного функционала Vxc был вы-
бран BPW91-функционал, состоящий из обмена по Becke [13] и
корреляции, предложенной Perdew и Wang [14]. В целом, результа-
ты [15—17], полученные для фуллеренов с использованием метода
функционала плотности и методов, использующих гибридные
функционалы, включающие хартри—фоковский обмен, различают-
ся незначительно. Поскольку при расчете с гибридными функцио-
налами необходимо вычисление нескольких обменов в каждой точ-
ке численного интегрирования, BPW91-метод, как правило, требу-
ет меньшего времени расчетов.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ
Полученные образцы представляли собой блестящие порошки чер-
ного цвета. Исследования с помощью оптического микроскопа по-
казали, что порошки состоят из достаточно крупных (до несколь-
ких мм) разнообразных по форме частиц с неровными краями, сло-
истой поверхностью и, в некоторых случаях, зеркальными плоско-
стями, характерными для монокристаллов. Имеется также некото-
рое количество мелких частичек микронного и субмикронного раз-
меров. На дифрактограмме образца, полученного осаждением, при-
сутствуют основные пики, характерные для фуллерита С60 с ГЦК-
решеткой. При этом параметр его ГЦК-решетки (a0) составляет
14,22±0,01 Å, тогда как для исходного фуллерита a0 = 14,16±0,01 Å.
Две наиболее интенсивные полосы поглощения (пп) в ИК-спек-
Рис. 1. ИК-спектр фуллерита (СН4)хС60.
О СОСТОЯНИИ МОЛЕКУЛЫ СН4 В ОКТАПОРЕ ФУЛЛЕРИТА С60 727
трах, как исходного фуллерита, так и полученного осаждением
(рис. 1), совпадают по своему положению с ИК-активными модами
(F1u) высокосимметричной (Ih) молекулы С60 (1182,7 и 1429,7 см
−1)
[18]. ДХБ (дихлорбензол) проявляется в ИК-спектрах в виде не-
скольких пп, наиболее интенсивные из которых располагаются при
746,2 и 1034,4 см
−1. Появление этих полос в ИК спектре свидетель-
ствовало о неудачном синтезе. Образцы из таких синтезов далее не
исследовались. Метан в ИК-спектре проявляется в виде двух пп:
при 3001 и 1297 см
−1. ИК-спектр газообразного метана хорошо из-
вестен (см., например, [19]). Вследствие высокой симметрии мета-
на, частоты нормальных колебаний совпадают с положением мак-
симума Q ветви в спектре газа (ν3 = 3020, ν4 = 1305 см
−1
соответ-
ственно [19]). Таким образом, переход молекулы метана из газовой
фазы в октапору фуллерита сопровождается «покраснением» нор-
мальных колебаний (на 19 и 8 см
−1
для ν3- и ν4-колебаний).
Наиболее интенсивный пик в спектре
13С-ЯМР фуллерита, интер-
калированного метаном, расположен при 143,6 м.д., что находится в
хорошем соответствии с литературными данными (143,6 м.д. для
фуллерита С60, интеркалированного инертными газами, [2] и 143,7
м.д. для чистого фуллерита С60 [20]). Этот пик связан с резонансом
высокосимметричной молекулы С60, которая вращается в твердом
теле с высокой скоростью (коэффициент вращательной диффузии
составляет ≅ 2⋅1010
c
−1
[21]). Ширина пика на спектре (СН4)хС60, полу-
ченном при вращении образца под магическим углом, составляет
всего 0,11 м.д.
Молекула метана представлена в спектре
13С пятью хорошо раз-
решенными пиками (рис. 2). Положение максимумов отдельных
Рис. 2. Спектр 13С-ЯМР соединения (СН4)хC60 в области сигнала от моле-
кул метана.
728 Ю. М. ШУЛЬГА, В. М. МАРТЫНЕНКО, С. А. БАСКАКОВ и др.
пиков, их полуширины и интенсивности представлены в табл. При
подавлении взаимодействия с протонами метан проявляется в виде
одиночного пик с максимумом при −0,42 м.д. Отметим здесь, что
метан в газовой фазе над метан-гидратом при давлении 1—3 МПа
(10—30 атм.) проявляется в виде пика при −10,6 м.д. [22]. Таким об-
разом, переход из газовой фазы в октапору фуллерита приводит к
смещению положения резонанса от метановой молекулы на 10 м.д.!
Интересно отметить, сигнал молекулы метана, помещенной в ма-
ленький каркас (5
12) метан-гидрата, находят при −3,8 м.д. [22] или
−4,3 м.д. [23], а в большой каркас (5
1262) – при −6,9 м.д. [22] или −6,7
м.д. [23]. Поскольку во всех случаях размер полости превышает
размер молекулы метана, наблюдаемый сдвиг напрямую связывать
с размером нельзя.
Из соотношения интегральных интенсивностей пиков метана
(−0,42 м.д.) и фуллерена (143,6 м.д.) было определено соотношение
числа атомов углерода метана и фуллерена (1,0:33,6). Таким обра-
зом, состав исследуемого образца можно записать как (CH4)0,56C60.
Расчеты показали, что энергетически образование ассоциатов
СН4⋅С60 невыгодно при любой взаимной ориентации молекул СН4 и
С60. Тем не менее, при комнатной температуре метан удерживается
решеткой фуллерита длительное время практически без потери
массы [6], а при повышении температуры выделяется из (СН4)хС60
вплоть до начала сублимации фуллерена [8]. Из этих данных следу-
ет, что только энтропийный фактор и диффузионные затруднения
препятствуют метановой разрядке (СН4)хС60. Однако окончатель-
ный ответ на этот вопрос может дать только прямое моделирование
октапоры фуллерита.
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Переход молекулы метана из газовой фазы в октапору фуллерита
ТАБЛИЦА 1. Химический сдвиг (δ), ширина на полувысоте (FWHM) и от-
носительная интегральная интенсивность (Ir) пиков метана в спектре
13С-
ЯМР фуллерита (СН4)хС60.
Пик δ, м.д. Ir, отн. ед.
* FWHM, м.д.
1 −2,46 (−1,5) 1,01 (1) 0,33
2 −1,44 (−1,9) 3,08 (4) 0,25
3 −0,43 (−2,3) 4,80 (6) 0,26
4 0,60 (−2,7) 3,15 (4) 0,25
5 1,60 (−3,1) 0,97 (1) 0,30
Примечание : в скобках представлены теоретические значения интенсивностей
при расщеплении на 4-х эквивалентных протонах.
О СОСТОЯНИИ МОЛЕКУЛЫ СН4 В ОКТАПОРЕ ФУЛЛЕРИТА С60 729
сопровождается «покраснением» нормальных колебаний (на 19 и 8
см
−1
для ν3- и ν4-колебаний). В
13С-ЯМР-спектре при подавлении
взаимодействия с протонами метан проявляется в виде одиночного
пика с максимумом при −0,42 м.д., что на 10 м.д. выше положения
этого пика метана в газовой фазе. Квантово-химические расчеты
показали, что образование ассоциатов СН4·С60 в газовой фазе энер-
гетически невыгодно при любой взаимной ориентации молекул СН4
и С60.
Эта работа была поддержана Российским фондом фундаменталь-
ных исследований (проект № 09-03-00579-a).
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. J. S. Miller, Adv.Mater., 3: 262 (1991).
2. G. E. Gadd, S. Moricca, S. J. Kennedy et al., J. Phys. Chem. Solids, 58: 1823 (1997).
3. Y. M. Shul’ga, V. M. Martynenko, S. N. Polyakov et al., Russ. J. Inorg. Chem.,
54: 341 (2009).
4. G. E. Gadd, M. Blackford, S. Moricca et al., Science, 277: 933 (1997).
5. G. E. Gadd, P. J. Evans, S. Kennedy et al., Fullerene Sci. Technol., 7: 1043 (1999).
6. B. Morosin, R. A. Assink, R. G. Dunn et al., Phys. Rev. B, 56: 13611 (1997).
7. G. H. Kwei, F. Trouw, B. Morosin et al., J. Chem. Phys., 113: 320 (2000).
8. Ю. М. Шульга, В. Е. Мурадян, В. М. Мартыненко и др., Масс-спектромет-
рия, 2: 41 (2005).
9. A. V. Dolbin, V. B. Esel’son, V. G. Gavrilko et al., Low Temp. Phys., 33: 1068
(2007).
10. A. V. Dolbin, N. A. Vinnikov, V. G. Gavrilko et al., Low Temp. Phys., 35: 226
(2009).
11. M. J. Frisch et al., Gaussian 03, Revision E.01 (Pittsburgh, PA: Gaussian, Inc.,:
2003).
12. R. Krishnan, J. S. Binkley, R. Seeger et al., J. Chem. Phys., 72: 650 (1980).
13. A. D. Becke, Phys. Rev. A, 38: 3098 (1988).
14. J. P. Perdew and Y. Wang, Phys. Rev. B, 45: 13244 (1992).
15. Y. Zhao and D. G. Truhlar, J. Phys. Chem. A, 109: 5656 (2005).
16. S. P. F. Sousa, P. A. Fernandes, M. J. Ramos et al., J. Phys. Chem. A, 111:
10439 (2007).
17. G. Zhang and C. B. Musgrave, J. Phys. Chem. A, 111: 1554 (2007).
18. D. S. Bethune, G. Meijer, W. C. Tang et al., Chem. Phys. Lett., 179: 181 (1991).
19. К. Накамото, Инфракрасные спектры неорганических и координационных
соединений (Москва: Мир: 1966).
20. R. A. Assink, J. E. Shirber, D. A. Loy et al., J. Mater. Res., 7: 2136 (1992).
21. C. S. Yannoni, R. D. Johnson, G. Meijer et al., J. Phys. Chem., 95: 9 (1991).
22. S. F. Dec, K. E. Bowler, L. L. Stadterman et al., J. Phys. Chem. A, 111: 4297
(2007).
23. Y.-T. Seo and H. Lee, Korean J. Chem. Eng., 20: 1085 (2003).
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-75876 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1816-5230 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:38:20Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шульга, Ю.М. Мартыненко, В.М. Баскаков, С.А. Анохин, Е.М. Максимычев, А.В. Гуцев, Г.Л. Щур, Д. В. 2015-02-05T15:21:54Z 2015-02-05T15:21:54Z 2012 О состоянии молекулы СН₄ в октапоре фуллерита С₆₀ / Ю.М. Шульга, В.М. Мартыненко, С.А. Баскаков, Е.М. Анохин, А.В. Максимычев, Г.Л. Гуцев, Д.В. Щур // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2012. — Т. 10, № 4. — С. 723-729. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. 1816-5230 PACSnumbers:61.05.Qr,61.48.De,76.60.-k,78.30.Na,81.05.ub,82.56.-b,88.30.R- О состоянии молекулы СН4 в октапоре фуллерита С60 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75876 Методом низкотемпературного осаждения из раствора получен фуллерит, интеркалированный метаном (СН₄)₀,₅₆С₆₀. Установлено, что переход молекулы метана из газовой фазы в октапору фуллерита сопровождается «покраснением» нормальных колебаний (на 19 и 8 см⁻¹ для ν₃- и ν₄-колебаний). В ¹³СЯМР-спектре при подавлении взаимодействия с протонами метан проявляется в виде одиночного пика с максимумом при −0,42 м.д., что на 10 м.д. выше положения этого пика метана в газовой фазе. Квантово-химические расчёты показали, что образование ассоциатов СН₄•С₆₀ в газовой фазе энергетически невыгодно при любой взаимной ориентации молекул СН₄ и С₆₀. Методою низькотемпературного осадження з розчину одержано фуллеріт, інтеркальований метаном (СН₄)₀,₅₆С₆₀. Встановлено, що перехід молекулі метану з газової фази в октапору фуллеріту супроводжується «почервонінням» нормальних коливань (на 19 і 8 см⁻¹ для ν₃- та ν₄-коливань). У ¹³СЯМР-спектрі з пригніченням взаємодії з протонами метан виявляється у вигляді одинокого піка з максимумом при −0,42 м.д., що на 10 м.д. вище положення цього піка метану в газовій фазі. Квантово-хемічні розрахунки показали, що утворення асоціятів СН₄•С₆₀ у газовій фазі енергетично невигідне за будь-якої взаємної орієнтації молекуль СН₄ і С₆₀. The fullerite intercalated with methane (СН₄)₀,₅₆С₆₀ is fabricated from a solution by the low temperature deposition method. As revealed, the transition of methane molecule from the gaseous phase to the octahedral pores of fullerite is accompanied with ‘flushing’ of normal oscillations (by 19 and 8 cm⁻¹ for ν₃ and ν₄ vibrations). In the ¹³C-NMR spectrum, under suppression of methane interaction with protons, methane manifests itself as a single peak with a maximum at −0.42 ppm that is 10 ppm above the position of this peak of methane in the gaseous phase. The quantum-chemical calculations show that the formation of СН₄•С₆₀ associates in the gaseous phase is unfavourable by energy at any mutual orientation of the CH₄ and C₆₀ molecules. Эта работа была поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (проект № 09-03-00579-a). ru Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології О состоянии молекулы СН₄ в октапоре фуллерита С₆₀ Article published earlier |
| spellingShingle | О состоянии молекулы СН₄ в октапоре фуллерита С₆₀ Шульга, Ю.М. Мартыненко, В.М. Баскаков, С.А. Анохин, Е.М. Максимычев, А.В. Гуцев, Г.Л. Щур, Д. В. |
| title | О состоянии молекулы СН₄ в октапоре фуллерита С₆₀ |
| title_full | О состоянии молекулы СН₄ в октапоре фуллерита С₆₀ |
| title_fullStr | О состоянии молекулы СН₄ в октапоре фуллерита С₆₀ |
| title_full_unstemmed | О состоянии молекулы СН₄ в октапоре фуллерита С₆₀ |
| title_short | О состоянии молекулы СН₄ в октапоре фуллерита С₆₀ |
| title_sort | о состоянии молекулы сн₄ в октапоре фуллерита с₆₀ |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75876 |
| work_keys_str_mv | AT šulʹgaûm osostoâniimolekulysn4voktaporefulleritas60 AT martynenkovm osostoâniimolekulysn4voktaporefulleritas60 AT baskakovsa osostoâniimolekulysn4voktaporefulleritas60 AT anohinem osostoâniimolekulysn4voktaporefulleritas60 AT maksimyčevav osostoâniimolekulysn4voktaporefulleritas60 AT gucevgl osostoâniimolekulysn4voktaporefulleritas60 AT ŝurdv osostoâniimolekulysn4voktaporefulleritas60 |