V Nature Chemistry vyšel zajímavý článek o přípravě nového endohedrálního derivátu fullerenu, který obsahuje kation složený ze dvou kationtů terbia a aniontu Ni2-.
Endohedrálních derivátů fullerenů známe dnes už spoustu, jejich význam je hlavně ve studiu vlastností izolovaných molekul nebo iontů. Přechodné kovy jsou známy pro vysokou variabilitu oxidačních stavů, toho se využívá např. v katalýze. Zpravidla se ale drží kladných oxidačních čísel, ale známe i řadu sloučenin, kde je nacházíme v záporných oxidačních stavech. Jeden z příkladů je právě publikovaná sloučenina Tb2Ni@C82.
Fullereny – molekuly tvořené pěti- a šestičlennými uhlíkovými cykly, které jsou uspořádány do kulového nebo elipsoidního tvaru.
Endohedrální deriváty – deriváty klecovitých molekul obsahující uvnitř klece atom, molekulu nebo ion.
Nikl – přechodný kov, součást mnoha důležitých slitin odolných vůči korozi, např. monelu.
Terbium – měkký, stříbřitě-bílý lanthanoid.
Příprava
Pro přípravu byla využita slitina terbia a niklu (TbNi2), ta byla smíchána s grafitovým práškem. V atmosféře helia byla tato směs vystavena působení obloukového výboje.
Získané saze byly extrahovány ortho-dichhlorobenzenem a poté separovány pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC).
Struktura
Analýzami bylo zjištěno, že produkt obsahoval derivát Tb2Ni@C82, který tvoří ion [(Tb3+)2Ni2-]4+ uzavřený do fullerenové klece. Záporný oxidační stav niklu byl potvrzen spektroskopickými i výpočetními metodami, odpovídá mu elektronová konfigurace 3d10 4s2, čili nikl má zcela zaplněné 4d orbitaly.
Úhel Tb-Ni-Tb je skoro pravý (91-93°), vazebná délka Tb-Ni odpovídá kovové vazbě (2,97 Å).
Jaké by to mělo uplatnění, další varianta kvantových teček nebo nějaký zajímavý nový materiál?
Tady půjde asi převážně o základní výzkum, ale pokud by se podařilo podobné ionty stabilizovat i mimo fullereny (k čemuž mohou podobné práce, podepřené i výpočty, pomoci), tak by to mohlo být hodně zajímavé pro katalýzu a příp. i pro vývoj nových magnetických materiálů.