化学性质
集群的化学性质是散装的性质和分子的结合问题。几种集群,特别是金属品种,诱导特定的分子分离。例如,氢分子,H2时,自发地打入两个氢原子附着于一个集群的铁原子。氨同样深受当依附于一个铁集群。类似的反应与批量问题发生,但这种气体与大部分金属反应的速度只取决于多少气态反应物存在和多少面积大部分金属的礼物气体。金属粉末反应比致密固体总质量相同的快得多,因为他们有更大的表面积。中小集群,另一方面,显示每个大小不同的反应,尽管这些反应不顺利,大小不一。此外,有实例,如氢和铁的反应,在这两个不同的几何形式的集群的单一尺寸有不同的反应,就像两个不同的分子具有相同的元素作文,称为化学同分异构体相同,可能有不同的反应速率与反应物的合作伙伴。的分子,这并不奇怪,因为不同的异构体通常有不同的结构,物理性质,反应活性和通常不容易转换成另一个。同分异构体集群的一个特定的化学成分,但是,很可能会转变成另一个温和的缓解和不过度增加能源以上数量呈现时形成的。如果反应释放能量(也就是说,它是放热)足够的量转换的集群固体来液体反应,一个集群可以融化。
一些有趣的化学的集群设置运动通过光。例如,足够短的波长的光可以分离分子捕获在一群不反应的原子或分子。一个常见的问题是周围的分子或原子形成一个笼子强大到足以防止原子碎片飞散开来,离开集群。答案是,如果只有几周围的原子或分子,碎片摆脱最初的笼子里,,如果光的能量足够高,至少其中一个片段逃跑了。另一方面,如果有足够的nonreacting笼集群中的原子或分子周围形成至少一个完整的外壳分子打破了,笼子里通常持有碎片靠近,直到他们最终重组。
一种相关的反应,另一个粒子之间的竞争的例子试图逃离一个集群和其他一些过程,如果发生光用于分离过量电子从一个负离子集群的惰性。例如,如果光把多余的电子自由,带负电溴分子,Br2- - - - - -当然,电子逸出。如果带电分子周围是一些惰性分子二氧化碳(有限公司2),电子逃一样容易。如果10或15有限公司2分子包住Br2- - - - - -,电子不逃避;相反,它失去了周围分子的能源有限公司2,其中一些煮掉,然后重组与现在中立的溴分子重新原始Br2- - - - - -。
富勒烯的化学性质和其他网络化合物已经成为自己的一个主题,桥接化学分子和集群。这些化合物通常与特定数量的其他原子或分子反应形成明确的新物种作文和结构。化合物如K3C60前面提到的三个钾原子外的C60笼子里,所有单电荷离子,K+,球的60个碳原子组成的带有三个负电荷使整个复合电中性。其他化合物的C60,例如由金属镧、含碳笼内的金属,形成一种新的物质。可以添加或带走氢原子从C60和它的更大的亲戚,就像氢原子可以添加或删除一些碳氢化合物;这样的一些化学这类集群类似于古典有机化学。
集群的一个目标科学创建新的类型的吗材料。可能的准备钻石电影就是这样一个应用程序;另一个例子是所谓的提议superatoms,由电子供体原子一群中心的电子受体;的富勒烯集群包含金属离子在笼子里面似乎是这样一个物种,但比先前更加开放的结构设想。分子电子产品是另一个目标;在这种技术集群采用电气性能就像晶体管和可以包装在一起制造微电路比现在小得多。然而,这些应用程序仍然是理论,尚未实现。
集群确实形成体积和分子之间的一座桥梁。他们的物理和化学性质在许多情况下他们独有的精细分裂状态。集群的一些例子,比如网络集群的碳,是物质的新形式。然而,这种集群,特别是小型和中型的,不仅表现出自己的行为,还提供新的见解的分子起源的性质批量问题。他们可能收益率其他新材料,例如,可能更加无序,非晶玻璃状物质比普通的眼镜现在和在同一时间产生更深的理解为什么和眼镜如何形成。
r·斯蒂芬·贝瑞