Кластер атомов
В химии атомный кластер (или просто кластер ) — это ансамбль связанных атомов или молекул , занимающий промежуточное положение между простой молекулой и наночастицей ; то есть до нескольких нанометров (нм) в диаметре. Термин « микрокластер » может использоваться для ансамблей, содержащих до пары десятков атомов.
Кластеры с определенным числом и типом атомов в определенном расположении часто рассматриваются как определенные химические соединения и изучаются как таковые. Например, фуллерен — это кластер из 60 атомов углерода, расположенных как вершины усеченного икосаэдра , а декаборан — это кластер из 10 атомов бора , образующих неполный икосаэдр , окруженный 14 атомами водорода .
Этот термин чаще всего используется для ансамблей, состоящих из нескольких атомов одного и того же элемента или нескольких разных элементов, связанных в трехмерном расположении. Переходные металлы и элементы основных групп образуют особенно прочные кластеры. [1] Действительно, в некоторых контекстах этот термин может относиться конкретно к металлическому кластеру , атомы ядра которого представляют собой металлы и содержат по крайней мере одну металлическую связь . [2] В этом случае квалификатор poly указывает на кластер с более чем одним атомом металла, а гетероядерный указывает на кластер по крайней мере с двумя различными металлическими элементами. Голыйметаллические кластеры имеют только атомы металла, в отличие от кластеров с внешней оболочкой из других элементов. Последние могут быть функциональными группами , такими как цианид или метил , ковалентно связанными с атомами ядра; или многие из них представляют собой лиганды , присоединенные координационными связями , такие как монооксид углерода , галогениды , изоцианиды , алкены и гидриды .
Однако этот термин также используется для ансамблей, которые не содержат металлов (таких как бораны и карбораны ) и атомы ядра которых удерживаются вместе ковалентными или ионными связями . Он также используется для ансамблей атомов или молекул, удерживаемых вместе ван-дер-ваальсовыми или водородными связями , как в кластерах воды .
Кластеры могут играть важную роль в фазовых переходах , таких как осаждение из растворов , конденсация и испарение жидкостей и твердых тел, замерзание и плавление , а также адсорбция на других материалах. [ нужна ссылка ]
Соединения кластеров атомов, в том числе кластеры металлов, невольно использовались людьми с древних времен. Самым старым искусственно созданным металлическим кластером может быть каломель Hg .
2Кл
2, который был известен в Индии уже в 12 веке.
