Формирование углеродных фаз, содержащих SP гибридизированные атомы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Мавринский, Виктор Викторович

• Мавринский, Виктор Викторович
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Мавринский, Виктор Викторович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ SP ГИБРИДИЗИРОВАННЫЕ АТОМЫ

1.1. Основные аллотропные модификации углерода

1.1.1. Общие сведения об углероде

1.1.2. Структура и свойства алмаза

1.1.3. Структура и свойства графита

1.1.4. Структура и свойства карбина

1.2. Характеристика карбиноидных материалов

1.2.1. Способы получения карбиноидных материалов

1.2.2. Экспериментальные данные о структуре карбиноидных материалов, полученных различными методами.

1.2.3. Структурные модели карбиноидов.

1.3.Углеродные фазы из атомов с промежуточной гибридизацией

1.3.1. Материалы с sp-sp промежуточной гибридизацией

1.3.2. Материалы с sp -sp промежуточной гибридизацией

1.4. Гибридные углеродные фазы

1.4.1. Гибридные углеродные фазы, состоящие из атомов в состояниях близких к sp и sp гибридизированным

1.4.2. sp-sp гибридные углеродные фазы

1.4.3. sp -sp гибридные углеродные фазы

1.5. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ, ОБРАЗЦЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Структурная модель и методика расчета структуры кристаллов идеального карбина.

2.2. Методика расчета структуры графиновых слоев.

2.3. Методика расчета трехмерной структуры графиновых фаз.

2.4. Методика расчета структуры карбиноалмазов.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ ИДЕАЛЬНОГО КАРБИНА ■. ■ ' ' ' ■■.•■ ■■ " -■■■■

3.1. Результаты моделирования структуры кристаллов идеального карбина, состоящих из полииновых цепочек

3.2. Результаты моделирования структуры кристаллов идеального карбина, состоящих из поликумуленовых цепочек

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование углеродных фаз, содержащих SP гибридизированные атомы»

Актуальность темы. До середины XX века были известны только две аллотропные формы углерода - алмаз и графит, в которых атомы углерода

3 2 находятся в состояниях sp и sp гибридизации соответственно. Однако то, что атом углерода в соединениях может находиться в трех различных гибридизированных состояниях, указывало на возможность существования третьей аллотропной модификации углерода с цепочечной структурой. Впервые искусственный синтез линейной формы углерода попытался осуществить Байер в 1885 году, но его исследования окончились неудачей. На основе проведенных исследований Байер-, постулировал невозможность существования линейной формы углерода. Тем не менее, в 1960 году советскими учеными Касаточкиным В.И., Сладковым A.M., Кудрявцевым Ю.П. и Коршаком В.В. впервые в мире был экспериментально синтезирован углеродный материал, названный карбином, в которой атомы углерода находятся преимущественно в состоянии sp-гибридизации. В последующем были экспериментально синтезированы и обнаружены в горных породах около двух десятков других карбиноподобных материалов - карбиноидов: а-и p-карбин, чаоит и несколько форм, не имеющих названий, а просто обозначаемых порядковыми номерами, например CVI, CVIII—XII, и другие. Однако все эти материалы нельзя считать линейными аллотропными модификациями углерода в чистом виде, так как в таких материалах имеется

2 о большое количество атомов углерода, находящихся в состояниях sp или sp гибридизации, и атомов примесей. Кроме того, цепочки из sp-гибридизированных атомов не являются линейными из-за существенной деформации. Какова должна быть трехмерная структура идеальных кристаллов карбина и условия его устойчивого существования до сих пор остается неясным. Поэтому фундаментальная задача синтеза кристаллов третьей аллотропной модификации углерода остается все еще не решенной. Для ее решения необходимо детальное теоретическое исследование возможной структуры кристаллов идеального карбина, чтобы определить условия, при которых они могут устойчиво существовать и попытаться найти возможные пути их экспериментального синтеза.

Исследование закономерностей формирования структуры материалов, содержащих sp гибридизированные атомы, представляет не только чисто научный, но и практический интерес, потому что изменение соотношения атомов углерода в различных гибридизированных состояниях позволяет варьировать структуру углеродных материалов в широком диапазоне и получать соединения с требуемыми свойствами. В данном направлении исследований актуальным, как с научной, так и практической точек зрения, является разработка классификационных схем графиновых и карбино-алмазных углеродных фаз, состоящих из атомов в состояниях sp-sp2 и sp-sp3 гибридизации, модельные исследования возможной структуры новых фаз такого типа и поиск возможных путей их экспериментального синтеза.

Целью работы является исследование закономерностей формирования структуры углеродных материалов содержащих sp-гибридизированные атомы. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

• Модельное исследование структуры кристаллов идеального карбина, содержащих атомы только в состоянии sp-гибридизации, определение условий их устойчивого существования и возможных путей синтеза кристаллов идеального карбина;

• Разработка классификационной схемы и модельные расчеты слоевой и трехмерной структуры графиновых фаз, состоящих из sp и sp -гибридизированных атомов;

• Разработка схемы классификации и расчеты структуры л карбиноалмазных фаз, состоящих из sp и sp -гибридизированных атомов;

• Анализ возможных механизмов формирования структуры гибридных углеродных фаз, состоящих из атомов в различных гибридизированных состояниях, поиск возможных способов их экспериментального синтеза.

Методы исследования. В качестве методов исследования в работе было использовано компьютерное моделирование, включающее в себя расчеты методами молекулярной динамики и квантово-механическими методами. Расчеты трехмерной структуры карбина и графиновых фаз были выполнены специально усовершенствованными методами молекулярной механики при помощи специально написанных компьютерных программ. Расчеты слоевой структуры графиновых фаз и трехмерной структуры карбиноалмазных фаз были выполнены методом молекулярной механики (ММ+) и при помощи первопринципных (STO 3-21G) расчетов. Научная новизна

• Впервые модельно исследована структура монокристаллов идеального карбина, определены структурные параметры и установлены условия устойчивого существования монокристаллов идеального карбина. л

• Предложена схема классификации, слоевых углеродных sp-sp графиновых структур, на основе которой предсказаны две новые структурные разновидности графинов. Рассчитаны структурные параметры и энергетические характеристики 17 графиновых фаз, предложены возможные пути их синтеза.

• Предложены модели 12 новых углеродных sp-sp3 фаз, принадлежащих двум принципиально новым структурным классам - карбинокубанам и карбиноректангуланам. Разработана общая схема классификации углеродных л фаз, состоящих из sp и sp гибридизированных атомов, рассчитаны параметры структуры 10 карбиноалмазных фаз, предложены возможные пути их экспериментального синтеза.

Практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть использованы для разработки технологий синтеза новых углеродных материалов, содержащих sp гибридизированные атомы. Эти материалы, должны обладать уникальными физико-техническими свойствами и могут найти широкое практическое применение.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Результаты модельного исследования структуры кристаллов идеального карбина, установленные закономерности их формирования.

• Схема классификации sp-sp гибридных углеродных фаз. Результаты исследования структуры кристаллов слоевых фаз - а-, и у-графинов. j

• Схема классификации sp-sp гибридных углеродных фаз. Результаты модельного исследования трехмерных углеродных фаз - а-, у-, 8-карбиноалмазов, а-, (3-, S-карбинокубанов и Р-, 8-карбиноректангуланов.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации были представлены: на международной конференции «Углерод: минералогия, геохимия и коксохимия» (2003 г., Сыктывкар); региональной школы-конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике (2003, 2004, 2005 гг., Уфа); международной конференции «Углерод: Фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология» (2003, 2004, 2005 гг. Москва); международной зимней школе физиков теоретиков (2004, 2006 гг., Екатеринбург-Челябинск); всероссийской конференции «Химия твердого тела и функциональные материалы» (2004 г., Екатеринбург); международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» (2004, 2005 гг., Махачкала); IV Международной научной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристаллизация. Биокристаллизация» (2006 г. Иваново).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 5 статей в научных журналах и сборниках трудов научных конференций, а также 12 тезисов докладов научных конференций. Список работ опубликованных по теме диссертации приводится в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и основных результатов и выводов. Диссертационная работа изложена на 155 страницах, включает 29 таблиц, 71 рисунок и список литературы из 122 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Мавринский, Виктор Викторович

6.4. Основные результаты и выводы:

1. Предложена методика расчета трехмерной структуры кристаллов идеального карбина. При помощи разработанной методики выполнено модельное исследование структуры кристаллов идеального карбина, содержащих атомы только в состоянии sp-гибридизации. Установлено, что монокристаллы карбина, состоящие из поликумуленовых цепочек, энергетически выгоднее, кристаллов, сформированных из полииновых цепочек. Минимумом энергий связей обладают кристаллы, состоящие из жгутов поликумуленовых карбиновых цепочек с периодической гексагональной структурой. Элементарная ячейка кристаллов идеального карбина должна быть ромбической и иметь параметры а=Ь=с=0,357971 нм, углы между векторами а=Р=у=118,47°. В базисе такой ячейки содержится один атом.

2. Изучена термодинамическая устойчивость кристаллов идеального карбина. Установлено, что разница энергий связей для хаотического и периодического поликумуленового гексагонального жгута составляет всего 0,001% от абсолютных значений. Потенциальный барьер между этим состояниями таков, что при температуре 300 К и длине цепочек менее 3000 атомов (<0.5 мкм) его высота менее кТ и трехмерно упорядоченная структура будет отсутствовать. Добиться устойчивости структуры кристаллов идеального карбина возможно увеличением длины карбиновых цепочек.

3. Разработана схема классификации графиновых структур, состоящих из л ' sp и sp гибридизированных атомов углерода. На основе предложенной схемы классификации предсказана возможность существования двух новых, слоевых, структурных разновидностей графина - (32-графина и у2-графина. Возможный способ. синтеза графиновых слоев - путем полимеризации углеводородных молекул, углеродный каркас который состоит из атомов в состояниях sp и sp гибридизации.

4. Выполнен расчет геометрически оптимизированной структуры слоев а-графина-п, pi-графина-п, р2-графина-п, yl-графина-п и у2-графина-1 (п=1, 2, 3, 4) и определены структурные и энергетические характеристики трехмерных фаз на их основе. Установлено, что минимальной энергией связей обладает структура у2-графина,и удельная энергия межслоевого взаимодействия для всех графиновых структур увеличивается с увеличением доли sp гибридизированных атомов.

5. Разработана схема классификации карбиноалмазных структур, на основе которой предсказана возможность существования двух новых фаз на основе карбиноалмаза (р- и у-карбиноалмазы), а также двух новых структурных классов sp-sp3 гибридных углеродных фаз карбиноректангуланов и карбинокубанов, в первом из которых пять, а во втором семь новых фаз. Рассчитаны структурные и энергетические характеристики десяти карбиноалмазных фаз. Установлено, что удельные энергии всех рассмотренных структур больше, чем у алмаза, а наименьшей энергией обладает структура 5-карбиноректангулана-1. В пределах каждого из структурных классов удельная энергия связей увеличивается с увеличением доли sp гибридизированных атомов. Возможный способ синтеза карбиноалмазных фаз - путем полимеризации углеводородных молекул, углеродный каркас который состоит из атомов в состояниях sp и sp гибридизации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Мавринский, Виктор Викторович, 2007 год

1. Шулепов С.В. Физика углеграфитовых материалов. М.: Металлургия, 1990.336 с.

2. Федоров В.Б., Шоршоров М.Х., Хакимова Д.К. Углерод и его взаимодействие с металлами. М.: Металлургия, 1978. 208 с.

3. Фиалков А.С. Углеграфитовые материалы. М.: Энергия, 1979. 319 с.

4. Сюняев З.И. Нефтяной углерод. М.: Химия, 1980. 272 с.

5. Maire J., Mering J. Graphitization of soft carbon // Chemistry and physics of carbon. New York: Dekker. 1970. Vol.6. - P. 125-190.

6. Уббелоде A.P., Льюис Ф.А. Графит и его кристаллические состояния. М.: Мир, 1965.281 с.

7. Байтингер Е.М. Электронная структура конденсированного углерода. Издат. УрГУ. Свердловск, 1988. 152 с.

8. Fishbach D.B. The kinetics and mechanizm of graphitization. // Chemistry and Physics of Carbon. -1971. V.7, P. 1-105.

9. Шипков H.H., Костиков В.И., Непрошин Е.И., Демин А.В. Рекристаллизованный графит. М.: Металлургия. 1979. 184 с.

10. Ю.Сюняев З.И. Облагораживание и применение нефтяного кокса. М.: Химия. 1966. 173 с.

11. Красюков А.Ф., Нефтяной кокс. М.: Химия, 1966. 264 с.

12. Фиалков А.С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. М.: Аспект Пресс, 1997, 718 с.

13. Pacault A. The kinetics of graphitization // Chemistry and Physics of Carbon. 1971. Ed. by P. Walker. New York. M. Dekker. Vol.7. P. 107-154.14.0стровский B.C., Виргильев Ю.С., Костиков В.И., Шипков H.H.

14. Искусственный графит. М.: Металлургия, 1986,272 с. 15.Касаточкин В.И. Переходные формы углерода // Структурная химия углерода и углей. 1969. М.: Металлургия, с. 7-16.

15. Heimann R.B., Kleiman J., Salansky N.M. A unified structural approach to linear carbon polytypes // Nature. Vol. 306(5938). - 1983. - P. 164-167.

16. Gilkes K.W.R., Pillinger C.T. Carbon how many allotropes associated with meteorites and impact phenomena? // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21.1998. pp. 17-30.

17. Kavan L., Heinmann R.B. Other natural carbynoid structures // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. 1998. pp. 3138.

18. Kudryavtsev Yu.P. The discovery of carbyne // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. 1998. pp. 1-6.

19. Heimann R.B., Evsyukov S.E., Koga Y. Carbon allotropes: a suggested classification scheme based on valence orbital hybridization // Carbon. 1997. pp. 1654-1658.

20. Udod I.A. Carbyne intercalation compounds // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21.1998. pp. 269-294.

21. Heimann R.B. Resistive heating and laser irradiation // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. 1998. pp. 139-148.

22. Fitzgerald A.G. Electron diffraction and microscopy // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. 1998. pp. 295-308.

23. Касаточкин В.И., Сладков A.M., Кудрявцев Ю.П., Коршак B.B О цепном полимере углерода- карбине // Структурная химия углерода и углей. 1969. М.: Металлургия, с. 17-21.

24. Belenkov Е.А. Classification of carbon structures // Hydrogen Material Science & Chemistry of Carbon Nanomaterials. 2003. Sudak, Crimea. Ukraine, pp. 731735.

25. Robertson B.J. Amorphous carbon // Advances in Physics. 1986. Vol.35, N.4. -P. 317-374.

26. Буберман Г. С. Зонная структура алмазов // Успехи физических наук. 1971. Т. 103. №9 С. 675-704.

27. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука. 1978. 791 с.

28. Baughmann R.H., Liu A. Y., Cui C' and Shields P.J. A carbon phase that graphitizes at room temperature// Synthetic Metals 1997. N.86. pp-2371-2374.

29. Robertson B.J. Amorphous carbon // Advances in Physics. 1986. Vol.35, N.4. P. 317-374.

30. Амелинкс С., Делавинье П., Хеершан М. Дислокации и дефекты упаковки в графите // В кн.: Химические и физические свойства углерода. Под ред. Уокера Ф. М.: Мир, 1969. с. 9-77.

31. Franklin R.E. The interpretation of diffuse x-ray diagrams of carbon // Acta Crystallographies 1950. V.3 P. 107.

32. Franklin R.E. The structure of graphitic carbon // Acta Crysallographjca. 1951. V.4. P. 253-261. ■

33. Baeyer A. Uber Polyacetylenverbindungen // Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft. 1885 V.18 pp.674-681. (gallica.bnf.fr/Catalogue/noticesInd/FRBNF32711339.htm)

34. Baeyer A. Uber Polyacetylenverbindungen // Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft. 1885 V.18 pp. 2269-2281.gallica.bnf.fr/Catalogue/noticesInd/FRBNF32711339.htm)

35. SladkovA.M, KasatochkinV.I, KorshakV.V, KudryavtsevY.P // Inventor's Certification. №107 (December 1971). Priority date 4 November 1960.

36. E1 Goresy A., Donnay G.T. A new form of carbon from the Reis Crater // Science 1968 V. 161., pp.363-364.

37. Whittaker A.G. Carbon: Occurrence of carbyne forms of carbon in natural graphite // Carbon, 1979. Vol. 17. pp. 21-24.

38. Коршак B.B., Сладков A.M., Непочатых В.П., Локшин Б.В. Высокомолекулярные соединения, 1968, т. 10. с. 1312.

39. Kavan L. Electrochemical preparation of hydrogen free carbyne-like materials // Carbon 1998, Vol/36. №5-6. pp. 801-808.

40. Tanuma S. Condensation of carbon vapor obtained by electrical arc discharge // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. 1998. pp. 149-158.

41. Неницеску К.Д. Органическая химия.Т.1. М.: ИЛ. 1962.

42. Jeffrey G.A., Rollett J.S. The structure of dimethyl-triacetylene // Proc. R. Soc. London, Ser. A, 1952, Vol. 213. pp. 86-101.

43. Taga Т., Masaki N., Osaki K., Watanabe T. The Crystal and Molecular«

44. Structure of Bis(o-ethoxyphenyl)butadiyne // Bull. Chem. Soc. Jpn., 1971, Vol. 44. pp. 2981-2984.

45. Коршак B.B., Кудрявцев Ю.П., Коршак Ю.В., Евсюков С.Е., Литовченко Г.Д. Дегидрофторирование поливинилиденфторида в присутствии тетрагидрофурана // ДАН СССР. Т 294. - 1987. - С. 127-130.

46. Korshak V.V., Kudryavtsev Yu.P., Korshak Yu.V., Evsyukov S.E., Khvostov V.V., Babaev V.G., Guseva M.B. Formation of /?-carbyne by dehydrohalogenation // Makromolecular Chemistry, Rapid Communications. -Vol. 9.- 1988.-P. 135-140.

47. Евсюков C.E., Кудрявцев Ю.П., Коршак Ю.В., Хвостов B.B., Бабаев В.Г., Гусева М.Б., Коршак В.В. Синтез карбина на основе поливинилиденгалогенидов // Высокомолекулярные соединения, Серия А. -Т 31,- 1989. С. 27-33.

48. Кудрявцев Ю.П., Евсюков С.Е., Бабаев М.П. Эффективная дегидрофторирующая система для поливинилиденфторида // Известия Академии Наук, серия Химия. Т 5. - 1992. - С. 1223-1225.

49. Воинцева И.И., Гильман Л.М., Кудрявцев Ю.П., Евсюков С.Е., Валецкий П.М. Синтез полиморфных модификаций карбина дегидрохлорированием изомеров политрихлорбутадиена // Высокомолекулярные соединения, Серия А.-Т 38.- 1996.-С. 1116-1121.

50. Evsyukov S.E., Paasch S., Thomas В., Heimann R.B. Formation of carbynoid structures by chemical dehydrohalogenation of poly(vinylidene chloride). A (13) С solid-state NMR study // Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. Vol. 101. -1997.-P. 837-841.

51. Kudryavsev Yu.P., Evsyukov S.E., Babaev V.G., Guseva M.B., Khvostov V.V., Krechko L.M. Oriented carbyne layers '// Carbon 1992, Vol.30, pp.213-221.

52. Булычев Б.М., Удод И.А. Линейный углерод (карбин): подходы к синтезу, идентификации структуры и интеркалированию // Рос. хим. ж., 1995. т. 39. №2. с.9-18.

53. Cataldo F. A method for synthesizing polyynes in solution // Carbon, 2005, Vol. 43. pp. 2792-2800.

54. Whittaker A.G. and Kinter P.L. Carbon: observations on the new allotropic form // Science 1969, Vol. 165. pp. 589-591.

55. Whittaker A.G. and Wolten G.M. Carbon: a suggested new hexagonal crystal form // Science 1972, Vol. 178. pp. 54-56.

56. Whittaker A.G., Neudorffer M.E. and Watts E.J. Carbon: a rhombohedral carbyne form // Carbon 1983, Vol. 21. pp. 597-599.

57. Whittaker A.G., Watts E.J., Lewis and Kinter P.L. Carbon: observations on the new allotropic form // Science 1969, Vol. 165. pp. 589-591.

58. Cataldo F. Synthesis of polyynes in a submerged electric arc in organic solvents // Carbon. Vol. 42. - 2004. - P. 129-142.

59. Cataldo F. Polyynes and cyanopolyynes synthesis from the submerged electric arc: about the role played by the electrodes and solvents polyynes formation // Tetrahedron.-Vol. 60.-2004.-P. 4265-4274.

60. Cataldo F. Polyynes: a new class of carbon allotropes. About the formation of dicyanopolyynes from an electric arc between graphite electrodes in liquid nitrogen // Polyhedron. Vol. 23. - 2004. - P. 1889-1896.

61. Cataldo F. Cyanopolyynes: carbon chain formation in a carbon arc mimicking the formation of carbon chains in the circumstellar medium // International Journal of Astrobiology. Vol. 10.-2004.-P. 1-10.

62. Babaeva V.G., Guseva M.B. Ion-assisted condensation of carbon // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. 1998. pp. 159171.

63. Бабаев В.Г., Гусева М.Б., Савченко, Новиков Н.Д., Хвостов В.В. Высокоориентивованные пленки SP-углерода // Поверхность 2004. №3. с 16-24.

64. Новиков, Кочетков, Телегин, Гусева М.Б. и др. Состояние исследований и перспективы использования пленок ЛСУ в наноэлектронике. // Нанотехника 2006, №2.

65. Yamada К., Tanabe Y. A carbyne without vacancy sublattice // Carbon. 2001, Vol. 39. pp. 1677-1679.

66. Хайманн Р.Б., Евсюков C.E. Аллотропия углерода // Природа. №8. -2003-. С. 66-72.

67. Касаточкин В.И., Савранский В.В.;Смирнов В.Н. и Мельниченко В.М. Исследование карбина, образованного из углеродного пара // Доклады АН СССР 1974 217(4) 796-799. . • .' • .•••.•: •

68. Pitzer K.S., Clementi Е. Large Molecules in Carbon Vapor // J. Am. Chem. Soc. 1959, Vol. 81. pp. 4477-4485.

69. Bercowitz J., Chupka W.A. Mass Spectrometric Study of Vapor Ejected from Graphite and Other Solids by Focused Laser Beams // J. Chem. Phys. 1964, Vol. 40. pp. 2735-2736.

70. Rohlfing E.A., Cox D.M., Kaldor A. // J. Chem. Phys. 1984. Vol. 81. pp. 33223330.

71. Ramanathan R., Zimmerman J.A., Eyler J.R. Ionization potentials of small carbon clusters // J. Chem. Phys. 1993. Vol. 98. pp. 7838-7845.

72. Gingerich K.A., Finkbeiner H.C., Schmude R.W. Enthalpies of Formation of Small Linear Carbon Clusters // J. Am. Chem. Soc. 1994. Vol. 116. pp. 38843888.

73. Eastmond R., Walton D.R.M. Silylation as a protective method in Cadiot-Chodkiewicz couplings : Synthesis of aryl-butadiynes and -hexatriynes// Tetrahedron. 1972. Vol. 28. pp. 4591-4599.

74. Eastmond R., Johnson T.R., Walton D.R. M. Silylation as a protective method for terminal alkynes in oxidative couplings : A general synthesis of the parent polyynes H(C=C)„H (n = 4-10, 12) // Tetrahedron. 1972. Vol. 28. pp. 46014616.

75. Livingston R.L., Rao C.N.R. The Molecular Structure of Carbon Suboxide // J. Am. Chem. Soc. 1959. Vol. 81. pp. 285-287.

76. Maier G., Reisenauer H.P., Schafer U., Balli H. C502 (1,2,3,4-Pentatetraene-1,5-dione), a New Oxide of Carbon // Angew. Chem. Int. Ed., 1988. Vol. 27. pp. 566-568.

77. Maier G., Reisenauer H.P., Balli H., Brandt W., Janoschek R. C402 (1,2,3-Butatriene-l,4-dione), the First Dioxide of Carbon with an Even Number of С Atoms // Angew. Chem. Int. Ed., 1990. Vol. 29. pp. 905-908.

78. Sulzle D., Schwarz H. Identification of Butatrienedione, Its Radical Anion, and Its Radical Cation in the Gas Phase // Angew. Chem. Int. Ed., 1990. Vol. 29. pp. 908-909.

79. Slanina Z., Zahradnlk R. MINDO/2 Study of Equilibrium Carbon Vapor // J. Phys. Chem. 1977. Vol. 81. pp. 2252-2257. ;

80. Whiteside R.A., Krishnan R., Frisch M.J., Pople J.A., Schleyer P.R. Cyclic C3 structures // Chem. Phys. Let.,' 1981. Vol! 80. pp. 547-551.

81. Pless V., Suter H.U., Engels B. Ab initio study of the energy difference between the cyclic and linear forms of the Сб molecule // J. Chem. Phys., 1994. Vol. 101. pp. 4042-4048.

82. Helden G., Hsu M.-T., Kemper P.R., Bowers M.T. Structures of carbon cluster ions from 3 to 60 atoms: Linears to rings to fiillerenes // J. Chem. Phys. 1991. Vol. 95. pp. 3835-3837.

83. Helden G., Hsu M.-T., Gotts N., Bowers M.T. Carbon cluster cations with up to 84 atoms: structures, formation mechanism, and reactivity // J. Phys. Chem. 1993. Vol. 97. pp. 8182-8192.

84. Clemmer D.E., Hunter J.M., Shelimov K.B., Jarrold M.F. Physical and chemical evidence for metallofiillerenes with metal atoms as part of the cage // Nature, 1994 Vol.372, pp. 248-250.

85. Кочервинский B.B. Структура и свойства блочного полнвинилиденфторида и систем на его основе// Успехи химии.-1996.-Т.65.-№10.-С.936-986.

86. Heimann R.B., Kleiman J., Salansky N.M. Structural aspects and conformation of linear carbon polytypes (carbynes) // Carbon, 1984. Vol. 22. pp. 147-156.

87. Rice M.J., Phillpot S.R., Bishop A.R., Campbell D.K. Solitons, polarons, and phonons in the infinite polyyne chain. // Phys. Rev. B, 1986. Vol.34, pp. 41394149.

88. Heimann R.B. Linear finite carbon chains (carbynes): their role during dynamic transformation of graphite to diamond, and their geometric and electronic structure. // Diamand Relat. Mater. 1994. Vol. 3. pp. 1151-1157.

89. Spitsina N.G., Boiko G.N., Kudryavtsev Yu.P., Babaev V.G., Guseva M.B., Evsyukov S.E. Concerning the existence of linear carbon molecules in soot obtained in an electric arc // Russ. Chem. Bull. 1995 v. 44. pp. 1339-1341.

90. Tanuma S., Palnichenko A. Syntesis of low density carbon crystal "carbolite" by quenching carbon gas. // J. Matter. Res. 1995 v. 10. pp. 1120-1125.

91. Tanuma S., Palnichenko A., Satoh N. Synthesis of low density carbon crystals by quenching gaseous carbon and intercalation of alkali metal atoms into these crystals. // Synth. Met. 1995. v. 71. pp. 1841 -1844.

92. Беленков E.A., Шабиев Ф.К. Новые углеродные фазы с кольчужной структурой // Известия Челябинского научного центра. 2006. №2(32). С.7-12.

93. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Фуллерены // УФН. 1993. Т.163. №2. С.33-60.

94. Сидоров JI.H., Юровская М.А., Борщевский А.Я., Трушков И.В., Иоффе И.Н. Фуллерены: учебное пособие М.: «Экзамен», 2005. С.688.

95. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Фуллерены и структуры углерода // УФН. 1995. Т.165. №9. С.977-1009

96. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature 1991. V.354 (6348) P.56-64.

97. Елецкий A.B. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства // УФН. 2002. Т. 172. №4. С.401-438.

98. Bayghman R.H., Eckhardt H., Kertesz M. Structure property predictions for new planar forms of carbon: layered phases containing sp" and sp' atoms // J. Chem. Phys. 1987. v. 87. pp. 6687-6699.

99. Coluci V.R., Braga S.F., Legoas S.B., Galvao D.S., Baughman R.H. Families of carbon nanotubes: Graphyne-based nanotubes // Phys. Rev. B, 2003. v.68. P. 035430.

100. Narita N., Nagai S., Suzuki S., Nakao K. Optimized qeometries and electronic structures of graphyne and its family // Phys. Rev. B, 1998. v.58. pp. 11009-11014.

101. Нагорный В.Г. Расчет энергии межслоевого взаимодействия углерода методом атом-атомного потенциала // Конструкционные углеродные материалы. М.: Металлургия, 1985. С. 68—71.

102. Tanaka К., Aoki Н., Ago Н., Yamabe Т., Okahara К. Interlayer interaction of two graphene sheets as a model of double-layer carbon nanotubes // Carbon, 1997. Vol. 35, № l.P. 121—125.

103. Lachter J., Bragg R.H. Interstitial in graphite and disorder carbons // Phys. Rev. B, 1986. Vol. 33, № 12. P. 8903—8905.

104. Maire J., Mering J. Graphitization of soft carbon // Chemistry and physics of carbon. New York: Dekker, 1970. Vol. 6. P. 125—190.

105. Narita N., Nagai S., Suzuki S., Nakao K. Electronic structure of threedimensional graphyne // Phys. Rev. B, 2000. v.62. pp. 11146-11151.

106. Baughman R.H., Galvao D.S., Cui. C., Donats S.O. Hinged and chiral polydiacetelen crystals // Chem. Phys. Let. 1997. v. 269 pp.356-364.

107. Мельниченко B.M., Никулин Ю.Н., Сладков A.M. Слоистая структура алмаза // Природа. 1984. №7. С.22-30.

108. Т. Yildirim, S. Ciraci, Сё . Kilice, A. Buldum First-principles investigation of structural and electronic properties of solid cubane and its doped derivatives // Phys. Rev. В 2000, V.62, No.l 1, pp.7625-7633.

109. Bucknum M.J. Effects of spiroconjugation in the electronic band structure of glitter// Carbon 1997, Vol. 35, No.l, pp. 1-16.

110. Umemoto К., Saito S., Berber S., Tomanek D, Carbon foam: Spanning the phase space between graphite and diamond //Phys. Rev. B. 2001, Vol.64, N. 15, pp.193409.

111. Park N., Ihm J. Electronic structure and mechanical stability of the graphitic honeycomb lattice // Phys. Rev. В 2000, V.62, No.l 1, pp.7614-7618.

112. Китайгородский А.И. Молекулярные кристаллы. М.: Наука, 1971. 424 с.

113. Беленков Е.А. Формирование структуры графита в мелкокристаллическом углероде // Неорганические материалы. 2001. Т.37, №9, с.1094-1101.

114. Беленков Е.А. Моделирование процесса формирования кристаллической структуры углеродного волокна // Кристаллография. 1999. Т.44. №5. С. 814-821.

115. Girifalco L.A., Hodak М., Lee R.S. Carbon nanotubes, buckyballs, ropes, and a universal graphitic potential // Phys. Rev. B. 2000, V.62, No. 19, pp. 13104-13110.

116. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

117. А1. Беленков Е.А., Мавринский В.В. Компьютерное моделирование кристаллической структуры карбина // Углерод: минералогия, геохимия и коксохимия. 2003. Сыктывкар: "Геопринт*, с.78-81.

118. А2. Мавринский В.В., Беленков Е.А. Моделирование кристаллической структуры карбина. // Материалы региональной школы-конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике. Уфа.2003. с. 143-145.

119. A3. Беленков Е.А., Опалев С.В., Мавринский В.В., Шабиев Ф.К. Компьютерное моделирование структуры углеродных материалов // Вторая международная конференция "Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология". Москва. 2003. С. 58.

120. А4. Мавринский В.В., Беленков Е.А. Структура идеального карбина // Вестник МаГУ. 2004. №5. С.263-267.

121. А5. Беленков Е.А., Мавринский В.В. Компьютерный расчет структуры идеального карбина // XXX Международная зимняя школа физиков теоретиков. 2004. Екатеринбург-Челябинск. С. 80.

122. А9. Беленков Е.А., Мавринский В.В. Компьютерное моделирование структуры графановых фаз // Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах. Махачкала. 2004. С. 68-69.

123. А10. Мавринский В.В. Моделирование структуры- графаиа // IV региональная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике и физике, посвященная 95-летию БашГУ. Уфа. 2004. С. 58.

124. А15. Беленков Е.А., Мавринский В.В. Трехмерная структура углеродных фаз, состоящих из sp-sp гибридизированных атомов. Известия Челябинского научного центра, №2(32), 2006. с. 13-18.

125. А16. Мавринский В.В., Беленков Е.А. Структура нанокристаллов карбина // IV Международная научная конференция "Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристаллизация. Биокристаллизация" 2006. Иваново. С. 93.

126. А17. Мавринский В.В., Беленков Е.А. Структура графиновых фаз // Пятая международная конференция "Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология". Москва. 2006. С. 119.