Techniklexikon

endohedrale Fullerene

Atom- und Molekülphysik, Fullerene, die ein oder mehrere Atome in ihrem Inneren einschliessen. Zur Beschreibung dieser ungewöhnlichen Klasse von chemischen Substanzen wurde eine neue Nomenklatur eingeführt, die das Formelzeichen @ enthält. So bedeutet La@C₈₂, dass ein Lanthanatom im C₈₂ eingebaut ist (Abb.).

Mit Hilfe endohedraler Fullerene konnte nachgewiesen werden, dass alle geradzahligen Kohlenstoffcluster von C₃₂ bis mindestens C₆₀₀ hohle Käfige, also Fullerene sind. Dazu werden durch Laserbeschuss C₂-Moleküle aus den Clustern herausgeschlagen. Auf diese Weise wird das nächst kleinere Fulleren erzeugt. Das schrittweise Schrumpfen endet abrupt, wenn der Ionenradius des eingeschlossenen Teilchens mit dem Innenradius des Fullerenkäfigs vergleichbar wird. Beim nächsten Laserblitz zerfällt das Molekül in lineare Kohlenstoffketten. Bei einem eingeschlossenen Kaliumatom bricht der Prozess beim C₄₄ ab. Das noch grössere Caesium sprengt den Kohlenstoffkäfig schon beim C₄₈ in guter Übereinstimmung mit den Erwartungen, die sich an den Ionenradien orientieren.

Endohedrale Fullerene: Fullerene, die in ihrem Inneren ein oder mehrere Atome einschliessen werden als endohedrale Fullerene bezeichnet. Die Abbildung zeigt La@C₈₂, d.h. ein Lanthan-Atom in einem C₈₂-Molekül.