Hvordan bekræftede forskere formlen C60 for Buckminsterfullerene?

1. Massespektrometri:

* Denne teknik analyserer masse-til-ladningsforholdet for molekyler. Ved at analysere massespektret af Buckminsterfullerene fandt forskere en top svarende til et molekyle med en masse, der var i overensstemmelse med 60 carbonatomer. Dette gav det første stærke bevis for formlen C60.

2. Røntgenstrålediffraktion:

* Røntgenstrålediffraktionsmønstre opnået fra krystaller af Buckminsterfullerene afslørede en meget symmetrisk struktur, der var i overensstemmelse med den foreslåede trunkerede icosahedronform. Analyse af diffraktionsmønsteret gav information om arrangementet af atomer i molekylet, hvilket bekræfter tilstedeværelsen af ​​60 carbonatomer.

3. Nukleær magnetisk resonans (NMR) spektroskopi:

* NMR -spektroskopi giver forskere mulighed for at identificere de forskellige typer carbonatomer i et molekyle. NMR -spektret af Buckminsterfullerene viste en enkelt top, hvilket indikerer, at alle 60 carbonatomer er kemisk ækvivalente, hvilket er i overensstemmelse med den symmetriske struktur.

4. Teoretiske beregninger:

* Teoretiske beregninger baseret på kvantemekanik forudsagde stabilitet og egenskaber ved et molekyle med formlen C60 og en trunkeret icosahedral struktur. Disse beregninger gav yderligere støtte til de eksperimentelle fund.

5. Elektrondiffraktion:

* Denne teknik bruger elektronstråler til at undersøge strukturen af ​​molekyler. Elektrondiffraktionsmønstre af buckminsterfullerene bekræftede den forudsagte struktur og tilstedeværelsen af ​​60 carbonatomer.

6. Infrarød spektroskopi:

* IR -spektroskopi måler absorptionen af ​​infrarød stråling med molekyler, som er karakteristisk for deres vibrationsmetoder. IR -spektret af Buckminsterfullerene var i overensstemmelse med de forudsagte vibrationstilstande af et molekyle med formlen C60.

Sammenfattende leverede en kombination af flere eksperimentelle teknikker og teoretiske beregninger stærke og konsistente beviser for, at Buckminsterfullerene har formlen C60 og en trunkeret icosahedral struktur. Dette bevis etablerede samlet molekylets identitet ud over enhver rimelig tvivl.