77 Efnatengi og sameindarúmfræði

Inngangur

Þrjár myndir eru sýndar. Vinstri myndin er margkantaður kúlulaga bolti sem samanstendur af sexhyrndum hringjum með kolefnisfrumeindum í hverju horni. Miðjumyndin sýnir fótbolta. Hægri myndin sýnir vatnsturn með hliðum í laginu eins og sexhyrndir hringir. — **Mynd 7.1.** Buckminsterfulleren-sameindir (C₆₀), stundum kallaðar „buckykúlur“, innihalda aðeins kolefnisfrumeindir (til vinstri) sem raðast í rúmfræðilega grind úr sexhyrningum og fimmhyrningum, svipað og mynstrið á fótbolta (í miðju). Sameindabyggingin er nefnd eftir arkitektinum R. Buckminster Fuller, en nýstárlegar hannanir hans sameinuðu einföld rúmfræðileg form í stór og sterk mannvirki, svo sem þessa veðurratsjárhvelfingu nálægt Tucson í Arizona (til hægri). (höfundur miðjumyndar: breytt eftir „Petey21“/Wikimedia Commons; höfundur hægri myndar: breytt eftir Bill Morrow)

Efnisyfirlit kaflans

7.1 Jónatengi
7.2 Samgild tengi
7.3 Lewis-tákn og -byggingar
7.4 Formlegar hleðslur og rafeindaómun
7.5 Styrkur jóna- og samgildra tengja
7.6 Sameindabygging og skautun

Inngangur

Lengi hefur verið vitað að hreint kolefni kemur fyrir í mismunandi myndum (fjölgervingum), þar á meðal sem grafít og demantar. Það var þó ekki fyrr en árið 1985 að nýtt form kolefnis var greint: buckminsterfulleren. Sameindin er nefnd eftir arkitektinum og uppfinningamanninum R. Buckminster Fuller (1895-1983), en einkennandi hönnun hans var hin svokallaða geódesíska hvelfing, grindarbygging sem styður kúlulaga yfirborð. Tilraunaniðurstöður leiddu í ljós sameindaformúluna C₆₀ og í kjölfarið ákvörðuðu vísindamenn hvernig 60 kolefnisfrumeindir gætu myndað eina samhverfa og stöðuga sameind. Þeir studdust við tengjakenninguna, sem er viðfangsefni þessa kafla, en hún útskýrir hvernig einstakar frumeindir tengjast og mynda flóknari byggingar.