О состоянии молекулы СН₄ в октапоре фуллерита С₆₀

Abstract

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.