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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 41, Number 3
JKCSEZ 41(3)
June 20, 1997 

 
Title
Relative Stability, Ionization Potential, and Chemical Reactivity of the Neutral and Multiply Charged C60

중성과 다중 전하를 가진 C60으 상대적 안정도, 이온화 에너지 및 화학반응성
Author
Yong Kiel Sung, Man-Shick Son

성용길, 손만식
Keywords
Abstract
전편[Bull. Korean Chem. Soc. 1995, 16, 1015]에 기초하여 중성과 다중 전하를 가진 C60이온에 대하여 상대적 안정도, 이온화 에너지 및 화학 반응성을 연구하였다. C601-이 가장 안정하며, 이온화 에너지는 15.31 eB(C602+)로 부터 -13.01 eV(C606-)까지 값을 갖는다. 또한 전하와 이온화 에너지의 상관 관계에서 직선관계가 나타났으며, 전하당 평균 이온화 에너지는 3.15eV(계산값)와 3.22eV(상관관계값)이었다. 양의 전하를 띤 C60이온의 전하-이동 및 전자-이동 반응은 게스트 분자의 이온화 에너지가 호스트 C60n+의 전자 친화도보다 더 낮을 때 일어남을 알 수 있었다. 이때, 이온화 에너지와 전자친화도의 에너지 차이(ΔIP-EA)가 클 때는 전하-조절 효과에 의하여 전하-이동 반응이 일어나며, 그 에너지 차이가 작을 때는 프로티어-조절 효과에 의하여 전자-이동 반응에 의하여 일어남을 확인하였다.

On the basis of our previous paper[Bull. Korean Chem. Soc. 1995, 16, 1015], the relative stability, ionization potential, and chemical reaction of the neutral and multiply charged C60n ions(n=3+ to 6-) have been investigated by the semi-empirical MNDO method. C601- has the highest stability. The ionization potential values of the C60 ions range from 15.31 eV of C602+ to -13.01 eV of C606-. These values show a linear relationship according to charges. The average IP per charge is 3.15 eV from our calculations and 3.22 eV from the linear function of IP. A charge- or electron-transfer reaction of C60n+ will only occur if the ionization potential of any guest molecule is lower than the electron affinity of the host C60n+. If the energy gap between ionization potential and electron affinity, ΔIP-EA, is high, charge-transfer reactions arise by the charge-controlled effect. However, if ΔIP-EA is low, electron-transfer reactions arise by the frontier-controlled effect.

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117 - 122
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