Вестник МГТУ. 2015, №2.

Войтеховский Ю.Л., СтепенщиковД.Г. Фуллерены как потенциальные коллекторы. фуллерен, имеющий комбинаторный тип внешней оболочки. Объем V полости находился как сумма объемов пирамид с вершинами в центре молекулы и 5- или 6 -угольным основаниями, соответствующими 5- или 6 -членным кольцам из атомов углерода (рис. 2). При этом получаемый объем меньше действительного, т.к. между ван-дер-ваальсовыми сферами остается неучтенное пространство, вычисление объема которого довольно трудоемко. В работе (Adams et a l, 1994) использовался интеграционный метод - область, заведомо покрывающая внутреннюю полость, сканировалась с шагом 0.1 А и все попадающие в полость "кубики" суммировались. Так достигалась высокая точность вычислений, которая представляется нецелесообразной из-за сомнительной точности данных (об этом говорит хотя бы взятый авторами диапазон изменения ван-дер-ваальсова радиуса атома углерода). Во- вторых, даже очень хорошая оценка объема еще недостаточна для достоверного определения степени заполнения полости атомами - необходимо учитывать и ее форму. Рис. 2. Вычисление объема полости фуллерена Авторами найдены объемы полостей для икосаэдрического С60, всех фуллеренов без троек смежных пентагонов в диапазоне С 62 - С 70 и всех фуллеренов без смежных пентагонов в диапазоне С 72 - С 100 (Войтеховский, Степенщиков, 2002; 2003). Для икосаэдрического С 60 в наших расчетах V = 21.3 А3. При графическом представлении результатов (рис. 3 и 4) обращает внимание ступенчатый характер увеличения объема V с ростом числа атомов n в молекуле фуллерена Си. При фиксированном n емкость изомеров Си колеблется около некоторого значения. Это объясняется различным комбинаторным устройством оболочек фуллеренов, т.е. распределением ковалентных связей между атомами углерода. Объем полости мало зависит от симметрии фуллерена - локальные пики максимума и минимума V принадлежат как симметричным, так и асимметричным молекулам. Так, на рис. 3 максимальный пик для С66 соответствует асимметричному фуллерену № 270. Рис. 3. Объемы полостей фуллеренов С 62 - С 70 230