Dos átomos de helio dentro de los fullerenos: sondeando el campo magnético interno en C60(6-) y C70(6-)

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular de las moléculas.
• Química Inorgánica La Química Inorgánica es la química inorgánica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Los fullerenos endoderales, donde los átomos están encapsulados dentro de jaulas de fullereno, son de gran interés científico.
• Investigaciones anteriores han establecido la encapsulación de átomos individuales dentro de los fullerenos, pero la posibilidad de múltiples átomos ha sido menos explorada.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el potencial de las jaulas de fullereno, específicamente C60, para encapsular más de un átomo de helio.
• Para caracterizar las especies de di-helio fullereno resultantes utilizando técnicas espectroscópicas avanzadas.

Principales métodos:

• Utilizando la espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) 3He para detectar e identificar átomos de helio dentro de estructuras de fullereno.
• Comparación de las señales de RMN del helio en los derivados C606 y C706 para distinguir las especies mono- y di-helio.

Principales resultados:

• Se asignó una nueva resonancia de RMN 3He al compuesto de di-helio fullereno, He2@C606-, confirmando que C60 de hecho puede albergar dos átomos de helio.
• Se encontró que la proporción de dihelio a monohelio C606- era de 1:200, significativamente menor que la observada para C70.
• El desplazamiento químico de 3He NMR para He2@C606- se observó en 0.093 ppm en el campo inferior en relación con He@C606-, mientras que He2@C706- mostró un desplazamiento en el campo superior de 0.154 ppm en comparación con He@C706-.

Conclusiones:

• El estudio proporciona evidencia definitiva para la formación de di-helio endohedral fullerenos con C60.
• La menor abundancia de He2@C606- en comparación con su contraparte C70 sugiere que el tamaño de la jaula y la tensión influyen en la encapsulación de átomos dobles.
• Los datos de desplazamiento químico de RMN ofrecen información sobre el entorno electrónico y las interacciones de los átomos de helio dentro de diferentes jaulas de fullereno.