日本語AIでPubMedを検索
単離されたBC六角錐規則に従う新規なB-C二元系フラーレン
Novel B-C binary fullerenes following the isolated BC hexagonal pyramid rule.
PMID: 32638090 DOI: 10.1007/s00894-020-04425-1.
抄録
近年、B-C二元系単分子膜とフラーレン（ボラフラーレン）に注目が集まっている。新たに報告されたBC半導性炭化ホウ素単分子膜がグラフェンに非存在的であることに触発されて（Tianら、Nanoscale、2019、11、11099）、我々は本明細書において、孤立したBC六角錐規則に従う新しいクラスのボラフラーレン（1-8）を密度汎関数理論レベルで予測する。球状芳香族ボラフラーレンC BC（1）、C BC（2）、C BC（3）、およびC BC（4）は、それぞれ、C、C、C、およびCに等価であり、C分子軸の周りの腰に均等に分布する5つの孤立BC六角錐を有し、一方、S BC（5）、C BC（6）、S BC（7）、およびC BC（8）は、ケージ表面上に対称的に分布する10個の孤立BC錐を包含する。詳細な軌道及び結合解析の結果、これらのボラフラーレンはフラーレン類縁体と同様のσ及びπ結合パターンに従うことが明らかになった。(BC)C(n=1-5)系の計算されたCと非共有の形成エネルギーは、系内の孤立したBCピラミッドの数に応じてほぼ直線的に増加するように見える。プロトタイプBC(2)のIR,ラマン,UV-visスペクトルを理論的にシミュレーションし、将来のスペクトル特性評価を容易にした。
B-C binary monolayers and fullerenes (borafullerenes) have received considerable attention in recent years. Inspired by the newly reported BC semiconducting boron carbide monolayer isovalent to graphene (Tian et al., Nanoscale, 2019, 11, 11099), we predict herein at density functional theory level a new class of borafullerenes (1-8) following the isolated BC hexagonal pyramid rule. The spherically aromatic borafullerenes C BC (1), C BC (2), C BC (3), and C BC (4) isovalent to C, C, C, and C, respectively, possess five isolated BC hexagonal pyramids evenly distributed on the waist around the C molecular axis, while S BC (5), C BC (6), S BC (7), and C BC (8) encompass ten isolated BC pyramids symmetrically distributed on the cage surface. Detailed orbital and bonding analyses indicate that these borafullerenes follow similar σ and π-bonding patterns with their fullerene analogues, with three delocalized 7c-2e π bonds forming a local π-aromatic system over each isolated BC hexagonal pyramid. The calculated formation energies of the (BC)C (n = 1-5) series isovalent to C appear to increase almost linearly with the number of isolated BC pyramids in the system. The IR, Raman, and UV-vis spectra of the prototypical BC (2) are theoretically simulated to facilitate its future spectral characterization.