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12個(gè)五邊形,20個(gè)六邊形

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20個(gè)六邊形,12個(gè)五邊形

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12個(gè)五邊形,20個(gè)六邊形

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同意

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 原子世界和宏觀世界是長(zhǎng)期以來(lái)一直被科學(xué)界重視的兩大領(lǐng)域。近來(lái)由原子向大塊宏觀物質(zhì)的過(guò)渡狀態(tài),尤其是尺寸處于零點(diǎn)幾納米到十納米之間的由幾個(gè)到幾百個(gè)原子組成的相對(duì)獨(dú)立的物質(zhì)結(jié)構(gòu)單元,又稱原子團(tuán)簇,以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),吸引著越來(lái)越多的科學(xué)工作者投身于這一新興的科學(xué)領(lǐng)域。  目前炙手可熱的“足球烯”正是原子團(tuán)簇的典型代表。足球烯由60個(gè)碳原子構(gòu)成,與足球擁有完全相同的外型。60個(gè)碳原子處于60個(gè)頂點(diǎn)上,構(gòu)成20個(gè)正六邊形環(huán)與12個(gè)正五邊形環(huán)組成的球形32面體,其大小僅有0。71納米,堪稱是世界上最小的“足球”了。當(dāng)它在80年代中期第一次被發(fā)現(xiàn)時(shí),連一向追求客觀的科學(xué)家們也為其獨(dú)特而完美的結(jié)構(gòu)而感嘆不已,大自然造物時(shí)簡(jiǎn)單與美的和諧在這個(gè)結(jié)構(gòu)上得到了最充分的體現(xiàn)。“足球烯”本身更有著無(wú)數(shù)優(yōu)異的性質(zhì),它本身是半 導(dǎo)體,摻雜后可變成臨界溫度很高的超導(dǎo)體,由它所衍生出來(lái)的碳微管比相同直徑的金屬?gòu)?qiáng)度高100萬(wàn)倍。現(xiàn)實(shí)世界中的足球以其無(wú)盡的魅力傾倒了無(wú)數(shù)人,而小小的“足球烯”也正以另一種形式影響和改變著這個(gè)世界。  原子團(tuán)簇獨(dú)特的性質(zhì)源于其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn),因其尺寸小,處于表面的原子比例極高,而表面原子的幾何構(gòu)型、自旋狀態(tài)以及原子間作用力都完全不同于體相內(nèi)的原子。材料的性質(zhì)與內(nèi)部單元的表面性質(zhì)息息相關(guān)。例如僅僅通過(guò)調(diào)節(jié)團(tuán)簇的大小,物質(zhì)特性就有極大的不同,10 個(gè)鐵原子的團(tuán)簇在催化氨合成時(shí)要比17個(gè)鐵原子的團(tuán)簇效能高出1000倍。  伴隨著尺寸而來(lái)的另一效應(yīng)是量子效應(yīng),原子團(tuán)簇的研究即證明了許多量子力學(xué)的假設(shè)和預(yù)言,提出了無(wú)數(shù)更有趣的新問(wèn)題。例如在由純金屬原子組成的多面體團(tuán)簇中,只有當(dāng)原子數(shù)是“幻數(shù)系列”,即為2、8、20、28、50、82、126……時(shí),結(jié)構(gòu)才是穩(wěn)定的,甚至在加熱到液態(tài)時(shí)也不會(huì)被破壞。同樣的“幻數(shù)系列”在元素周期律中早已為人所知,但其理論解釋至今仍無(wú)定論。  團(tuán)簇的科學(xué)研究正處于蓬勃發(fā)展的階段,除去理論上的極大意義之外,原子團(tuán)簇在聲、電、光、磁等方面的實(shí)際應(yīng)用更是人們努力的方向。 。

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