Реальная структура фуллеренов и молекулярные комплексы фуллеренов

Новый класс молекулярных кристаллов - фуллерены - являются в своем роде уникальными объектами и интересны не только с фундаментальной точки зрения, они также обладают рядом необычных и многообещающих физических свойств. Высокая пластичность фуллеренов, возможность получения эндофуллеренов, высокотемпературная сверхпроводимость в легированных щелочными металлами фуллеренах, возможность получения органических ферромагнетиков на основе С 60 , - эти и многие другие свойства указывают на перспективы широкого практического применения представителей отряда С n в различных отраслях техники, в электронике, медицине.

Наибольшую актуальность в области изучения чистого С 60 и его производных в настоящее время имеют исследования продуктов его термобарической обработки - полимерных фаз С 60 . Согласно данным последних исследований, трехмернополимеризованный фуллерен обладает рекордной твердостью, сравнимой с твердостью алмаза. Большой интерес представляет также недавно обнаруженное магнитное упорядочение в ромбоэдрической полимеризованной фазе С 60 .

Многие свойства фуллеренов и механизмы происходящих в них процессов продиктованы структурой и собственно симметрией молекулы С 60 , поэтому объяснение этих процессов, как и получение материалов с необходимыми свойствами, невозможны без четкого понимания их симметрийно-структурных аспектов. Поэтому кристаллографический анализ и экспериментальное изучение структуры и фазовых превращений в фуллерене С 60 под действием различных внешних воздействий (таких как термобарическая обработка и лазерное облучение), исследование кристаллической структуры и фазовых переходов допированных кристаллов С60, связи структуры фуллеренов с физическими свойствами представляется весьма актуальным.

Открытие фуллеренов вызвало интенсивные исследования в области разработки органических функциональных материалов на основе углеродных кластеров, в том числе фуллеренов. Действительно, ионные соединения С60 проявили металлическую проводимость, включая сверхпроводимость, ферромагнетизм. Были получены фотоактивные молекулярные комплексы, в которых наблюдается фотоиндуцированный перенос заряда. Дальнейшее продвижение в этом направлении идет по пути поиска новых молекул-партнеров для фуллеренов и усложнения структур создаваемых комплексов за счет увеличения числа компонент. В самое последнее время были получены совершенно новые многокомпонентные молекулярные комплексы с переносом заряда на основе фуллеренов. Как показали предварительные их исследования, они проявляют весьма необычные структурные особенности и свойства. В последнее время был сделан прорыв в рамках старой идеи о зависимости критической температуры сверхпроводимости от параметра решетки фуллерита С60, а именно: в соединении С60 с CHBr 3 удалось получить Tc =117 K . Другим примером плодотворности такого подхода является получение и исследование кристаллов нового молекулярного комплекса фуллерена С60 с органическим донором 9,9'-транс-бис теллуроксантенил (ВТХ), в котором была обнаружена аномально большая магнитная восприимчивость.

В связи с этим исследования по синтезу и структурной характеризации молекулярных комплексов на основе фуллерена С60 представляется важными

Публикации:

•  A.V.Chichagov, D.A.Varlamov, R.A.Dilanian, T.N.Dokina, N.A.Drozhzhina, O.L.Samokhvalova, T.V.Ushakovskaya. 'MINCRYST - a Universal Crystal Structure Data System for Minerals.' Experiment in Geosciences, vol.8, 85-88, 1999.

•  S.V.Avdeev, V.B.Efimov, A.N.Izotov, A.V.Kalmykov, V.V.Kveder, E.V.Markov, V.P.Nikitskii, R.K.Nikolaev, Yu.A.Ossipian, G.I.Padalko, N.S.Sidorov, E.A.Steinman, A.V.Bazhenov, R.A.Dilanian, S.S.Khasanov. 'Optical characterization of C60 single crystals grown in microgravity conditions.' J. Low Temp. Phys., vol.119, 223, 2000.

•  S.V.Andreev,A.V.Bazhenov, R.A.Dilanian, A.N.Ivanov, A.N.Izotov, A.V.Kalmykov, V.V.Kveder, E.V.Markov, V.P.Nikitskii, R.K.Nikolaev, Yu.A.Ossipian, G.I.Padalko, N.S.Sidorov, E.A.Steinman.'Optical measurements on C60 single crystals grown in microgravity conditions.' Surface Investigation, vol.9, 73, 2001.

•  Р.А. Диланян, С.С. Хасанов, С.И. Бредихин, А.Ф. Гуров, В.В. Кведер, Ю.А. Осипьян, А.И. Шалынин 'Фазовые превращения и структура кристалла С 60 , допированного литием методом электродиффузии' ЖЭТФ 120 (6) (2001) 1430-1437

. A . V . Chichagov , D . A . Varlamov , R . A . Dilanian , T . N . Dokina , N . A . Drozhzhina , O . L . Samokhvalova , T . V . Ushakovskaya . . 'MINCRYST Crystallographic Database for Minerals: local and network (INTERNET) variants.' Crystallography reports, vol.46, 876, 2001.

•  R.A.Dilanian, S.S.Khasanov, S.I.Bredikhin, A.F.Gurov, V.V.Kveder, Yu.A.Ossipian, A.I.Shalinin. 'Phase transitions and crystal structure of LixC60 produced by Li-intercalation of fullerite single crystal.' Jetf, vol.93, 1239, 2002.

•  Рыбченко О.Г.Автореферат канд. диссертации. Черноголовка 2003 г

•  B.Zh. Narymbetov, L.V. Zorina, S.S. Khasanov, L.P. Rozenberg, R.P. Shibaeva, D.V. Konarev, R.N. Lyubovskaya " Кристаллическая структура молекулярного комплекса C 70 с 9,9'- транс - бис ( теллураксантенилом ), BTX ? C 70 ? (CS 2 ) 0.5 " Кристаллография 44 (2) (1999) 256-261.

•  D.V. Konarev, S.S. Khasanov, A. Otsuka, Y. Yoshida, G. Saito 'Synthesis and crystal structure of ionic multicomponent complex: {[Cr I (PhH) 2 ] ћ + } 2 [Co II TPP(C 60 (CN) 2 )] - [C 60 (CN) 2 ] ћ - ? 3( o -C 6 H 4 Cl 2 ) containing C 60 (CN) 2 ћ - radical anion and s -bonded diamagnetic Co II TPP(C 60 (CN) 2 ) - anion' J. Am. Chem. Soc. 124 (26) (2002) 7648-7649.

•  D.V. Konarev, S.S. Khasanov, A. Otsuka, G. Saito 'The reversible formation of a single-bonded (C 60 - ) 2 dimer in ionic charge transfer complex: Cp* 2 Cr ? C 60 (C 6 H 4 Cl 2 ) 2 . The molecular structure of (C 60 - ) 2 ' J. Am. Chem. Soc. 124 (29) (2002) 8520-8521.

•  D.V. Konarev, S.S. Khasanov, I.I. Vorontsov, G. Saito, Yu.M. Antipin, A. Otsuka, R.N. Lyubovskaya 'The formation of a single-bonded (C 70 - ) 2 dimer in a new ionic multicomponent complex of cyclotriveratrylene: (Cs + ) 2 (C 70 - ) 2 ? CTV ? (DMF) 7 (C 6 H 6 ) 0.75 ' Chem. Commun. (21) (2002) 2548-2549.

•  D.V. Konarev, S.S. Khasanov, G. Saito, A. Otsuka, Y. Yoshida, R.N. Lyubovskaya 'First ionic multi-component complex of fullerene C 60 (CN) 2 with Co(II)tetraphenylporphyrin and bis(benzene)chromium' Synth. Met. 133 (2003) 707-709.

•  D.V. Konarev, S.S. Khasanov, I.I. Vorontsov, G. Saito, A. Otsuka 'The formation of single-bonded (C 60 - ) 2 and (C 70 - ) 2 dimers in ionic complexes of fullerenes' Synth. Met. 135 (2003) 781-782.

•  D.V. Konarev, S.S. Khasanov, G. Saito, I.I. Vorontsov, A. Otsuka, R.N. Lyubovskaya, Yu.M. Antipin ' Crystal structure and magnetic properties of an ionic C 60 complex with decamethylcobaltocene: (Cp* 2 Co) 2 C 60 (C 6 H 4 Cl 2 , C 6 H 5 CN) 2 . Singlet-triplet transitions in the C 60 2 - anion' Inorg. Chem. 42 (12) (2003) 3706-3708.

•  D.V. Konarev, S.S. Khasanov, G. Saito, A. Otsuka, Y. Yoshida, R.N. Lyubovskaya 'Formation of single-bonded (C 60 - ) 2 and (C 70 - ) 2 dimers in crystalline ionic complexes of fullerenes'
J. Am. Chem. Soc. 125 (33) (2003) 10074-10083.

•  D.V. Konarev, S.S. Khasanov, G. Saito, R.N. Lyubovskaya, Y. Yoshida, A. Otsuka 'The interaction of C 60 , C 70 , and C 60 (CN) 2 radical anions with cobalt(II) tetraphenylporphyrin in solid multicomponent complexes' Chem. Eur. J. 9 (16) (2003) 3837-3848.

•  D.V. Konarev, S.S. Khasanov, G. Saito, R.N. Lyubovskaya, 'Fullerene complexes with cobalt(II) tetraphenylporphyrin: from molecular to ionic crystals' J. Porphyrins Phthalocyanines 7 (2003) 784-789.

Copyright ©2005 LSR ISSP RAS

О лаборатории    Направления исследований    Сотрудники и контакты    Экспериментальные возможности    Публикации    Проекты и гранты