碳60怎么来的(关于碳60)

电脑问答 2023.03.02 136

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哈勃望远镜传来喜讯!发现60个碳原子组成的星际“足球”分子!

碳60(富勒烯)是一种由60个碳原子构成的分子,因外形酷似足球又被称为“巴基球(buckyball)”分子。

巴基球分子在地球上普遍存在,我们日常燃烧蜡烛释放的气体中就含有富勒烯。科学家此前推测宇宙星体之间分布的尘埃云中就含有短链原子组成的碳分子。2010年,NASA斯皮策太空望远镜首次发现以气态形式存在的巴基球。随后又在蛇夫座的一颗恒星附近发现疑似固态巴基球结构。最近,NASA科学家在星际介质中找到了巴基球分子存在的最有力证据。

星际介质在宇宙空间四处飘散,通常来说很难直接观测,只有在恒星的光线穿过星际介质时,才会因部分波长被气体吸收而略有变化。这种漫反射光谱是识别星际介质的重要特征。天文学家利用光谱仪将检测到的光分离成光谱,就可以识别不同元素的光信号。

由于地球大气层会对地基天文望远镜产生干扰,NASA戈达德航天中心的科学家借助哈勃太空望远镜观察了11颗恒星和附近的星际空间,生成具有极高信噪比的数据,并从中提取了7颗恒星因星际介质而产生的红移光谱,结果发现有4个波长的光谱信号和巴基球分子有密切关系。

随后的研究显示,3个光谱信号的强度与2018年实验室的检测结果高度一致。物理学家Martin Cordiner表示,这是目前为止星际介质含有巴基球分子的最有力证据。

科学家此前在星际介质中检测到的最大分子仅有3个比氢稍重的原子,而巴基球分子包含60个原子,说明星际介质支持的分子质量远比我们想象的要大。

研究人员表示,星际巴基球分子的发现是弥散星际介质化学研究的重要突破,进一步加深了人类对星际介质分子类型的认知。

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碳60是什么?它有什么用?能做什么?物理性质是什么?化学性质呢?

碳60是一种由60个碳原子构成的分子,形似足球,又名足球烯。

用途:具有特殊的化学活性,能进行加成反应而生成各种衍生物。

C₆₀物理性质:

在室温下为紫红色固态分子晶体,有微弱荧光。分子的直径约为7.1埃(1埃= 10⁻¹º米,即一百亿分之一米),密度为1.68g/cm3。分子轨道计算表明,足球烯具有较大的离域能。具有金属光泽,有许多优异性能,如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀。

C₆₀化学性质:

会发生周环反应、加氢还原、羟基反应、开孔反应、氧化还原、加成反应、金属反应、颜色反应等一系列化学反应。

C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子,它具有60个顶点和32个面,其中12个为正五边形,20个为正六边形。

扩展资料:

研发历程:

1971年,大泽映二发表《芳香性》一书,其中描述了C₆₀分子的设想。

1980年,饭岛澄男在分析碳膜的透射电子显微镜图时发现同心圆结构,就像切开的洋葱,这是C₆₀的第一个电子显微镜图。 1983年,克罗托蒸发石墨棒产生的碳灰的紫外可见光谱中发现215nm和265nm的吸收峰,他们称之为“驼峰”,他们推断出这是富勒烯产生的。

1984年,富勒烯的第一个光谱证据是在1984年由美国新泽西州的艾克森实验室的罗芬等人发现的,但是他们不认为这是C₆₀等团簇产生的。

1985年,英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托博士和美国科学家理查德·斯莫利等人在氦气流中以激光汽化蒸发石墨实验中首次制得由60个碳组成的碳原子簇结构分子C₆₀,并推测这个团簇是球状结构。

1990年,克利斯莫(Kriischmer)等人第一次报道了大量合成C₆₀的方法,才使得C₆₀的研究得以大量展开。

参考资料来源:百度百科——碳60

古生物比人类提前8000万年懂得碳60结构的优势,并用来装备自己

在宇宙中,碳是一种非常神奇的元素,拥有着大量的同素异形体。比如我们手中的铅笔芯是石墨、结婚戒指上的钻石,本质上都是碳,但是却形成了不同的结构。在上学的时候,我们还学过一种碳的同素异形体,那就是足球碳。这种结构非常特殊,由60个碳原子构成了一个大分子团。20世纪末,人类首次发现了这种物质,并且进行了深入的研究。

不过,最近生物学家指出:虽然人类在几十年前才发现这种物质结构,但早在8000万年前,就有更古老的生物发现并且实际运用这个结构,帮助自己在自然界生存。

为了研究古生物在自然环境下的适应能力,来自西澳大利亚大学(UWA)和剑桥大学的研究小组利用特殊的绘图技术,对两种生活在白垩纪的海洋生物的结构进行了几何还原。这两种生物分别是犹因他海百合(Uintacrinus socialis)和囊百合(Marsupites testudinarius),都是棘皮动物门海百合纲的生物,生活在8000万年前,也就是恐龙时代的晚期。

生物的外形对于它们在自然界的演化和生存非常重要,有些外形不太稳定、有些外形甚至根本不可能形成。只有那些合理并且合适的外形,才能让生物持续生存下去。如果我们能够还原古生物外形的立体拓扑结构(你可以简单理解为几何外形),就可以更好地理解生物的演化到底是向前走还是向后退。

“活下去才是硬道理,”西澳大学古生物进化学家Aaron Hunter说,“球状结构不仅可以承受较大的压力,还能够包裹住身体保护自身安全,又可以提供浮力。”

“海百合”的名字很有迷惑性,让人误解它们是植物。的确,它们的附肢(appendage)就像植物的叶子一样漂浮在水面,又有像茎一样的结构插进海底。但是,白垩纪这两种海百合有力地反击了这个观点,它们根本没有所谓的茎,在海底的石灰石沙土中安家,并且可以通过海水的洋流浮上来,寻找更安稳的住处。

“就这样,这些动物散布到了全世界从美国德克萨斯州到西澳大利亚卡尔巴里的白垩纪岩层中,我们都已经发现了这些动物。”Hunter告诉我们,“它们可能会像雪地靴一样牢牢抓在海底,或者漂浮起来寻求更安全的住处。”

而能够控制沉浮的球状花萼,正是让科学家们感兴趣的地方。当他们仔细研究这些结构的造型时,竟然发现其表面还可以分为许多五边形或者六边形的小版块。这样的结构,让他们想起了著名的足球烯。

足球烯又叫碳-60,也叫富勒烯、巴基球、富勒球碳,是由60个碳原子形成的立体球状结构,在20世纪末被发现。它具有60个顶点和32个面,其中12个为正五边形,20个为正六边形。足球烯拓展了人类对碳原子所能形成结构的认知,具有很强的牢固性,因此被我们广泛应用。在材料方面,我们合成碳纳米管等非常坚固的结构作为未来人类使用的先进材料,本质上都是足球烯的原理。另外,建筑学上还有一种叫做富勒球的结构,也和足球烯有异曲同工之妙(准确地说,足球烯的想法正是从富勒球来的,所以才叫富勒烯)。

如今的这项发现,是人类首次在自然界发现类似结构的生物。虽然它们未必懂得化学、建筑学、数学,但是却凭借着漫长岁月的演化,形成了这样的结构,和人类的发现殊途同归,但是却比人类早了8000万年的时间。

Hunter表示,这种足球烯结构是“我们第一次在化石中发现这样的结构”,而至于这些生物为何没有逃脱灭绝的命运,目前还是个谜。

另外的一个问题是:这样复杂的结构是怎样演化出来的呢?

目前的研究显示,这两种海百合的生活时代有大约100万年是重合的,也就是恐龙生活的时期。在那个时期,海洋捕食者也在不断进化,出现了一些恐怖的猎食者,或许这是督促它们形成这样牢固结构的动力。

奇怪的是,同样演化出了这样的结构,但两种海百合却有着不同的命运。研究人员通过建模发现,囊百合也演化出其他结构的可能性非常低,于是足球烯这样的结构几乎就成为了必然。

而对于犹因他海百合来说,情况就不一样了。虽然它也演化出了足球烯的结构,但是其中的板块既小又平,无法像囊百合的外壳一样提供足够的刚性。

或许,这就是导致两种海百合命运截然不同的原因。

说到这里,我们就不得不讨论近些年来比较热门的一种说法,那就是进化论的翻译问题。越来越多的人认为,进化论这种翻译方式并不正确,因为这和英文本意并不相同。所谓的“进化”,本质上就是基因突变。但是,没有基因知道自己变成什么样会更好。突变都是没有方向的,然后经过自然的筛选,适合环境的留下来,而不是所谓好的或者坏的。因此,基因的突变无所谓好坏,也无所谓进退。这样看来,演化论这种说法才更加贴切。

两种海百合的命运,再一次向我们证明了这一点。物种的演化就像是一次疯狂的豪赌,赌赢了就能生存下来,输家最终退出 历史 舞台。

事实证明,即使是足球烯这样相对稳定的结构,即使囊百合的形状更优,最终也还是没能逃出灭绝的命运。如今,我们也只能在化石中看到这种远古生物。它适合当时的环境,但是不适合后来的环境,我们又怎么能说这就是“进”化呢?

c60是什么?

“c60”即“碳60”,是一种非金属单质,化学式为C60。

它是一种由60个碳原子构成的分子,形似足球,又名足球烯。C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子。其相对分子质量约为720.642。

由于C60分子的形状和结构酷似英国式足球(soccer),所以又被形象地称为Soccerene(同样带有词尾-ene),中译名为“足球烯”。还有人用富勒的名字(Buckminster)的词头Buck来命名,称为Buckyball,中译名为“巴基球”。

流行文化:

在流行文化中的富勒烯元素很多,并且在科学家关注它们之前就出现了。在《新科学家》杂志中,曾经每周有琼斯(David E. H. Jones)写的叫做《地达拉斯》(Daedalus)的专栏来描述各种有趣但很难实现的科学和技术。

1966年,他建议可能通过掺杂杂原子来扭曲一个平面的六边形组成的网来得到一个中空的碳球分子。2010年9月4日,谷歌的首页上用一个旋转的C60富勒烯取代了GOOGLE图案中的第二个“O”来庆祝巴基球发现25周年。

以上内容参考:百度百科-碳60

富勒烯是什么东西提炼出来的?

富勒烯的制取方法是将电弧室抽成高真空,然后通入惰性气体如氦气。电弧室中安置有制备富勒烯的阴极和阳极,电极阴极材料通常为光谱级石墨棒,阳极材料一般为石墨棒,通常在阳极电极中添加铁、镍、铜或碳化钨等作为催化剂。当两根高纯石墨电极靠近进行电弧放电时,炭棒气化形成等离子体,在惰性气氛下小碳分子经多次碰撞、合并、闭合而形成稳定的C60及高炭富勒烯分子,它们存在于大量颗粒状烟灰中,沉积在反应器内壁上,收集烟灰提取。电弧法非常耗电、成本高,是实验室中制备空心富勒烯和金属富勒烯常用的方法。

碳60有什么用?

C60不但可以贮存氢气,还可以用来贮存氧气。与高压钢瓶贮氧相比,高压钢瓶的压力为3.9×106Pa,属于高压贮氧法,而C60贮氧的压力只有2.3×105Pa,属于低压贮氧法。利用C60在低压下大量贮存氧气对于医疗部门、军事部门乃至商业部门都会有很多用途。

由于C60特殊笼形结构及功能,将C60作为新型功能基团引入高分子体系,得到具有优异导电、光学性质的新型功能高分子材料。

扩展资料

物理性质:

C60在室温下为紫红色固态分子晶体,有微弱荧光。密度为1.68g/cm^3。不溶于水等强极性溶剂,在正己烷、苯、二硫化碳、四氯化碳等非极性溶剂中有一定的溶解性。常态下不导电。

化学性质:

周环反应:富勒烯的[6,6]键可以与双烯体或双烯亲和体反应,如D-A反应。[2+2]环加成可以形成四元环,如苯炔。1,3偶极环加成反应可以生成五元环,被称作Prato反应。富勒烯与卡宾反应形成亚甲基富勒烯。

参考资料来源:百度百科—碳60

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