Ученые объяснили стабильность золотых нанокластеров

Результаты исследования, проведенного международной группой ученых, позволили объяснить стабильность и электронные свойства нанокластеров, состоящих из атомов золота.

Проф. Роберт Веттен (Robert Whetten) из технологического института Джорджии и его коллеги из Швеции и Финляндии изучали структуру соединений, состоящих из 102 атомов золота, и подобных им наночастиц. Ученые обнаружили, что кластеры, содержащие 102 атома золота, представляют собой «суператомы» с ядром, состоящим из 79 атомов, которые образуют усеченный десятигранник, и защитной оболочкой из оставшихся 23 атомов, которые образуют соединения с тиолатами.

Полученные результаты подтверждают предположения, сделанные ранее одним из участников исследования проф. Ханну Хаккиненом (Hannu Hakkinen), который предсказал, что нанокластер, состоящий из 38 атомов золота, содержит центральное металлическое ядро из 14 атомов, и защитный слой, который образуют 24 атома золота, связанные с атомами серы.

Каждый из 102 атомов золота, входящих в состав суператома, имеет один валентный электрон. Исследователи установили, что 44 таких электрона участвуют в образовании связей между атомами золота и тиолатами, а оставшиеся 58 – заполняют электронную оболочку вокруг суператома. Такая структура, напоминающая структуру атомов инертных газов, обеспечивает стабильность суператома.

Исследователи также изучали структуру соединений, содержащих 11, 13 и 39 атомов золота. Оказалось, что в первых двух случаях в нанокластерах образуются электронные оболочки, содержащие по 8 электронов, а в последнем – 34 электрона, сообщает EurekAlert. В настоящее время ученые продолжают исследование других нанокластеров, содержащих различное количество атомов золота.