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研究生:范培華
研究生(外文):Fan Pei Hwa
論文名稱:細微碳管之原子結構
論文名稱(外文):The atomic struture of nanotubes
指導教授:張石麟
指導教授(外文):Chang Shih Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1993
畢業學年度:81
語文別:中文
中文關鍵詞:細微碳管sp2鍵結sp3鍵結
外文關鍵詞:nanotubessp2 bondsp3 bond
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石墨中碳原子以sp2軌域和鄰近的碳原子鍵結,鑽石中的碳原子則是以 sp3
軌域和相鄰的碳原子鍵結,前者為一平面,平面與平面之間再以微弱的凡得
瓦爾力結合在一起,後者則為堅硬的立體結構,1985年後,新型態的碳元素
被發現,包括碳六十、細微碳管等,這些物質的鍵結狀態,被認為是以sp2軌
域所構成的六環結構、五環結構、七環結構組合而成.在我們所得細微碳
管的TEM圖像中,發現一個雜亂的"碳節"裡層與層之間有了鍵結的現象,我
們很自然的想到,參與層與層之間鍵結的原子應該以sp3軌域和周圍的原子
鍵結,因為碳原子以這種方式鍵結時 ,四個碳鍵不共平面,恰能解決這個問
題.我們利用電腦軟體InsightII(Discover)模擬所建立了混合sp2和 sp3
軌域的分子模型 ,模型中每個碳原子的鍵結都是飽和的.我們也將其中一
個模型,和一個完全用sp2軌域所建立的模型做能量上的比較,前者每莫耳
原子的平均能量為13.957仟卡,後者為14.804仟卡.如此可見,當細微碳管
發生了這種層與層的鍵結時,穩定度相當的高.當量度以sp3軌域鍵結的碳
原子中四個碳鍵的夾角, 發現和sp3的自然鍵角109.28度相當接近,也就是
說此種鍵結方式是極自然的.我們可以說,新型態的碳籠元素在幾何上因為
處處有彎曲的弧面存在,所以很容易產生這種特殊的鍵結方式,我們可以
說,碳籠在幾何上結合了石墨的平面和鑽石的立體結構,所以在鍵結方式上
也容易結合兩者.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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