Фуллерены - из воды?

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фуллерены - из воды?

Канарёв Ф.М.

kanarevfm@mail.ru

Анонс

фуллерен атом молекула дуга

Фуллерен, примерно, эквивалентен золоту по цене. Нельзя ли снизить её, путём получения фуллерена из воды. Первые анализы результатов хитрого электролиза воды показали наличие следов фуллеренов в неожиданной продукции этого электролиза - жидкости близкой по цвету к цвету фуллерена и выпавшем осадке тёмного цвета, похожем на фуллереновую сажу. Это побудило нас к гипотетическому анализу полученных результатов.

Фуллерены - полиэдрические кластеры углерода, состоящие из 60 (С60) и 70 (С70) атомов углерода. Такое название досталось им от американского архитектора Бакминстера Фуллера, строившего купола зданий из пяти - и шестиугольников. Возможность существования фуллеренов была предсказана в 1971 году в Японии, а теоретически обоснована в СССР в 1973. В 1996 г. Крото, Смоли и Кёрл получили Нобелевские премии по химии за открытие фуллеренов. До октября 2007г фуллерен получали путем искусственного синтеза в дуговых разрядах на графитовых электродах. При этом методе выход фуллеренов не превышает 10-20 % от общей массы сожжённого графита. Методика получения фуллеренов из графита разработана Хаффманом и Кретчмером (ХК). Многие исследователи полагают, что снизить стоимость фуллеренов, получаемых методом ХК, ниже нескольких долларов за грамм не удастся. Поэтому усилия ряда исследовательских групп направлены на поиск альтернативных методов получения фуллеренов. Наибольших успехов в этой области достигла фирма Мицубиси, которой удалось наладить промышленный выпуск фуллеренов методом сжигания углеводородов в пламени. Сейчас грамм неочищенной фуллереновой сажи (рис. 1, b) стоит 30 руб., а один грамм 98% -го фуллерена С70 - 4500руб. (рис. 1) [1].

На рис. 1, а показан чистый фуллерен, на рис. 1, b - сажа, получаемая из воды, а на рис. 1, c - жидкость, получаемая из воды при её хитром электролизе, названная нами фуллереновой жидкостью.

а)b)

с)

Рис. 1: а) - очищенный фуллерен; b) - сажа, полученная из дисциллированной воды; с) - фуллереновая жидкость, полученная из воды при её хитром электролизе

На рис. 2 и 3 - результаты анализа сажи (рис. 1, b), полученной из дистиллированной воды.

Рис. 2. Широкие полосы указывают на полимеризацию молекул. Их сопоставление с максимумами 1150 и 1558см-1 может говорить об образовании соединений с малоцикловым или с фуллереновым каркасом [2].

Рис. 3. Максимум в области 1370 см-1 может принадлежать водорастворимому производному фуллерена - фуллеренолу, полоса которого характеризуется также максимумами 1630 и 1031см-1 (рис. 2), отнесение к которому проведено согласно [Арбузов А.А., Мурадян В.Е. Механохимический синтез производных фуллерена и их свойства // Журнал общей химии. - СПб., 2011. - Т. 81, N 8. - с. 1326-1330], [2]

На рис. 4 и 5 - спектры «Х» вещества - сажи (рис. 1, b), полученной из дистиллированной воды при её хитром электролизе.

Рис. 4. ИК спектр "Х" вещества (рис. 1, b) по сравнению с воздухом [2] http://img-fotki.yandex.ru/get/6623/315 … 630db_orig

Рис. 5. ИК спектр "Х" вещества (рис. 1, b) по сравнению с дистиллированной водой [2] http://img-fotki.yandex.ru/get/6520/315 … c343e_orig

На рис. 6 представлены модели молекул фуллерена и геометрия связей между атомами в молекуле, следующих из ортодоксальной химии [1].

а) b)

с)

Рис. 6. Модели молекул фуллерена - глазами ортодоксальных химиков [1]

Считается, что у фуллерена атомы углерода располагаются в вершинах 6-ти и 5-ти угольников (рис. 6, а). Они соединены так, что образуют фигуру, напоминающую футбольный мяч (рис. 6, с), состоящий из 20 шестиугольников и 12 пятиугольников. Нетрудно видеть, что каждый атом углерода имеет три связи с соседним атомом (рис. 6, b). Это наиболее изученный фуллерен . Каждый атом углерода фуллерена принадлежит одновременно двум шестиугольникам и одному пятиугольнику [1].

Так называемые высшие фуллерены (рис. 7), содержащие большее число атомов углерода (до 400), образуются в значительно меньших количествах и часто имеют довольно сложный изомерный состав. Среди наиболее изученных высших фуллеренов можно выделить C_n, n=74, 76, 78, 80, 82 и 84 [1].

Рис. 7. Структуры фуллеренов [1]

Отмечается, что механизм образования фуллеренов в дуге до сих пор остаётся неясным, поскольку процессы, идущие в области горения дуги, неустойчивы. Тем не менее, удалось неопровержимо установить, что фуллерен собирается из отдельных атомов углерода (или фрагментов С₂). Для доказательства в качестве анодного электрода использовался графит ¹³С высокой степени очистки, другой электрод был из обычного графита ¹²С. Методом ЯМР было установлено, что атомы ¹²С и ¹³С расположены на поверхности фуллерена хаотично. Это указывает на распад материала графита до отдельных атомов или фрагментов атомного уровня и их последующую сборку в молекулу фуллерена [1].

Чтобы понять процесс формирования фуллеренов, проанализируем фотографии углеродосодержащих веществ, полученные европейскими исследователями. Они сфотографировали структуры плоских кластеров графена (рис. 8), которые близки по структуре к фуллеренам (рис. 8, а и 9) [3].

а)b)

с) фото атома углерода

Рис. 8: а) фото графена; b) схема фото графена; с) фото атома углерода[3]

Белые пятнышки на фото графена (рис. 8) - атомы углерода. В структуре фуллерена (рис. 6, а и b) они обозначены тёмным цветом. В плоской структуре графена (рис. 8) шесть атомов углерода образуют молекулу, а у пространственной структуры фуллерена молекулы могут состоять из шести и из пяти атомов углерода. Благодаря этому создаются условия для формирования пространственных структур из пяти и шести атомарных молекул углерода. Нашлась пространственная структура фуллерена, состоящая только из шестигранных молекул углерода , но её поверхность уже не представляет чёткую сферу (рис. 7).

Возникают школьные вопросы: каким образом шесть электронов атомов углерода, летающих по орбитам вокруг своих ядер, формируют четкие шестигранные молекулы, из которых образуются плоские шестигранные кластеры графена (рис. 8)? И, следующий вопрос: почему кластер графена формируют только шестиатомные молекулы углерода (рис. 8), а пространственные кластеры фуллерена формируют шести и пяти атомарные молекулы углерода (рис. 7)? И ещё пару вопросов: почему атомы и графена, и фуллерена имеют по три связи с соседними атомами? Каким образом, электроны атомов, летающие по орбитам вокруг их ядер, умудряются обеспечивать такое разнообразие связей между атомами одного и того же химического элемента - углерода? Ортодоксальные физика и химия не дают ответы на эти вопросы. Но из этих наук следует, что атом водорода является главным соединительным звеном при формировании многих молекул и кластеров различных химических элементов. Европейским исследователям удалось сфотографировать и кластеры бензола , в состав которых входят и атомы водорода (рис. 9) [3].

Рис. 9. а), с) - фото кластера бензола; b) и d) - компьютерная обработка фото кластеров бензола; e) - теоретическая молекула бензола ; j) - теоретическая структура кластера бензола

Конечно, хотелось бы иметь фото атома водорода, но попытка сфотографировать его, представленная на рис. 9, а и с, показывает, что современный микроскоп пока не видит атомы водорода. Там, вместо атомов водорода, лишь туманные выступы на внешнем контуре кластера бензола . Выступы эти имеют явно линейные структуры, что даёт нам основание полагать, что электроны атомов взаимодействуют с протонами ядер не орбитально, а линейно. Тогда структура атома водорода будет не такой, как её представляют ортодоксы (рис. 10, а), а такой, как представлена на рис. 10, b.

а)b)

Рис. 10: а) - теоретическая ортодоксальная модель атома водорода; b) - теоретическая модель атома водорода, следующая из новой теории микромира, и его размеры в невозбуждённом состоянии;

Фото кластера бензола (рис. 9, а и с) убедительно доказывают, что атомы водорода (периферийные выступы на рис. 9, а и с) имеют линейные структуры, то есть взаимодействуют с электронами атомов углерода не орбитально, а линейно. Из этого следует не сферическая, ортодоксальная модель атома водорода (рис. 10, а), а линейная (рис. 10, b) [3]. В ней электрон атома водорода взаимодействует с протоном (ядром атома) не орбитально, а линейно. Из этого следуют линейные взаимодействия электронов атомов с протонами их ядер. Возьмём это следствие за основу и пойдём дальше [3].

Возникает естественный вопрос: каким образом шесть электронов атома углерода, летая по орбитам вокруг своих ядер, формируют по три валентные связи между атомами (рис. 6, b и 8, с)? Это, конечно, школьный вопрос и ответ на него найден давно, но научно-учебная власть боится этого ответа, как огня - стыдно за процесс дебилизации молодёжи и не знают, как остановить его [3].

Поскольку уже существуют следы фуллерена, полученного из воды, то представим все элементы, формирующие молекулу воды, чтобы увидеть, как из этих элементов формируются атомы и молекулы углерода и как они соединяются в кластеры, формирующие различные структуры фурелленов [1]. Модели атомов водорода и дейтерия, следующие из новой теории микромира, представлены на рис. 11, а молекулы водорода - на рис. 12 [3], [4].

а) атом водорода b) атом дейтерия

Рис. 11. Модели атомов водорода и дейтерия

Молекула ортоводорода -1

Молекула ортоводорода -2

Молекула параводорода

Рис. 12. Молекулы ортоводорода и параводорода

На рис. 13 - атомы графита и алмаза, а на рис. 14 - модели атома кислорода и молекулы воды. На рис. 15 - молекула кислорода, а на рис. 16 - молекула углерода

Атом графита ¹²С Атом алмаза

Рис. 13. Атомы графита и алмаза

Атом кислорода Молекула воды

Рис. 14. Атом кислорода и молекула воды

Рис. 15. Молекула кислорода

Рис. 16. Молекула углерода

Итак, из представленных рисунков всех составляющих фуллеренов (рис. 11…16), следует что электроны атомов взаимодействуют с протонами своих ядер не орбитально, а линейно. Это сразу проясняет физическую суть химической связи между атомами молекул углерода (рис. 16). Они линейны. Атомы в молекулы соединяют линейно их валентные электроны. У плоского атома углерода (рис. 13) шесть электронов линейно связанных с протонами ядер. Три из шести электронов выполняют валентные функции, что ярко следует из рис. 6, b и 8, с.

Процесс получения фуллерена из воды сопровождается выделением газов: водорода (рис. 12) и кислорода (рис. 15). Поскольку сырьём для получения фуллерена является обычная вода, то нетрудно видеть, что плоские атомы углерода (рис. 13) должны образовываться из атомов кислорода молекул воды. Других источников нет, поэтому мы вынуждены предполагать, что плоские атомы углерода (рис. 13) образуются из атомов кислорода (рис. 14) молекул воды (рис. 14). При этом осевые электроны атомов кислорода (рис. 14) удаляются из атома кислорода вместе со своими протонами, расположенными в ядре атома кислорода. Так как этот процесс идёт при явном и бурном выделении газов, то это значит, что атомы кислорода теряют не только по два осевых электрона, но и по два осевых протона ядра атома, то есть от атомов кислорода в молекуле воды отделяются молекулы ортоводорода - 1 (рис. 12). Доказательством этого является отсутствие плазмы атомарного водорода. Это значит, что водород выделяется в молекулярном состоянии. Мы не учли азот воздуха, который участвует в этом процессе.

Заключение

Гипотетический анализ процесса хитрого электролиза воды показывает возможность получения из неё ценного продукта для электроники и техники - фуллерена, стоимость которого, примерно, сопоставима со стоимостью золота.

Источники информации

1. Фуллерены. http://www.google.ru/search?q=%D0%A4%D1%83%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%8B&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:ru:official&client=firefox-a

2. "Магнитолизер" воды. http://nanoworld.org.ru/topic/387/ http://nanoworld.org.ru/topic/387/page/2/ http://nanoworld.org.ru/topic/387/page/3/
3. Канарёв Ф.М. Монография микромира.

http://www.micro-world.su/index.php/2010-12-22-11-45-21/663-2012-08-19-17-07-36

4. Мыльников В.В. Видео - микромир.

http://www.micro-world.su/index.php/2012-01-27-15-57-34

Размещено на Allbest.ru