Пути стабилизации молекулы бирадикального фуллерена С₇₄

Abstract

Методом функционала плотности B3LYP/6-311G*//B3LYP/6-31G проведены квантово-химические расчеты и анализ структур различных изомеров фуллерена C₇₄H₂. Показано, что в соответствии со структурными и энергетическими характеристиками наиболее стабильным является изомер C₇₄H₂ с симметрией C3h: на периферии феналенил-радикальной субструктуры появляется альтернирование двойных и простых связей. Выявлено, что присоединение водорода в гидридах фуллерена приводит к перераспределению электронной плотности, что понижает симметрию фуллереновой клетки до C3h. Установлено, что экзоэдральные связи C—H являются сильнее соответствующих эндоэдральных связей

Методою функціоналу густини B3LYP/6-311G*//B3LYP/6-31G виконано квантово-хемічні розрахунки та аналіза структур різних ізомерів фуллерену C₇₄H₂. Показано, що відповідно зі структурними й енергетичними характеристиками найбільш стабільним є ізомер C₇₄H₂ із симетрією C3h: на периферії феналеніл-радикальної субструктури з’являється альтернування подвійних і простих зв’язків. Виявлено, що приєднання водню в гідридах фуллерену призводить до перерозподілу електронної густини, що знижує симетрію фуллеренової клітки до C3h. Встановлено, що екзоедральні зв’язки C—H є сильнішими за відповідні ендоедральні зв’язки.

Quantum-chemical calculations and analysis of structures of various isomers of C₇₄H₂ fullerene are carried out using density functional theory (B3LYP/6-311G*//B3LYP/6-31G). As shown, according to structural and energy characteristics, the most stable C₇₄H₂ isomer structure has C3h symmetry; there is an alternation of double and single bonds at the periphery of phenalenylradical substructure. As revealed, the hydrogenation in fullerene hydrides results in redistribution of electron density that diminishes a symmetry of fullerene cage to C3h. Exohedral C—H bonds are stronger than corresponding endohedral bonds