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c60的数学推证

来源:未知作者:王金玉 点击:所属专题: 数学思想 晶体结构 碳60

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其实,对C 60 空间构型的推断,并不需要太高深的知识,有一定的化学和高中的立体几何的基础就足够了。 根据我们已有的数学知识对福勒烯(Fullerens C n ,n可以为40、50、60等)进行三重假设: (1)C n 为封闭的多面体,且曲率0 (2)C n 全由五边形和六边形组成 (3)

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其实,对C60空间构型的推断,并不需要太高深的知识,有一定的化学和高中的立体几何的基础就足够了。

根据我们已有的数学知识对福勒烯(Fullerens Cn,n可以为40、50、60等)进行三重假设:

(1)Cn为封闭的多面体,且曲率>0 

(2)Cn全由五边形和六边形组成

(3)C原子采取sp2杂化轨道(芳香性)

设C原子数为n,五边形数为l,六边形数为m。根据前面的三条假设,则有: 

棱边数:c60的数学推证 ①   (棱边数为球棍式价键模型中的化学键数)

再由Euler公式得:n+l+m-3n/2=2 ② 

由①、②式  

c60的数学推证  

其中nm是不定解。 

推论:

c60的数学推证 

 并且因 n-2m=20,故n必定为一偶数,且n≥20。


注明:

Euler公式:简单多面体的顶点数v、面数f及棱数e间有关系  

 v+f-e=2

这个公式叫欧拉公式。公式描述了简单多面体顶点数、面数、棱数特有的规律。

(责任编辑:化学自习室)
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