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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: 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
其中n、m是不定解。
推论:
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。
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