C_2 IN ALL ITS GUISES

Roald Hoffmann

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I love the chemistry that of its own subverts the classical compartmentalization of the molecular science into organic, inorganic, biological, physical and analytical subdisciplines. Here's an example. C_2 is a simple diatomic molecule. Just two carbon atoms. It's not very stable, quite unlike the familiar O_2, N_2 or F_2. But whenever an arc is struck between two carbon atoms, one gets a little C_2 (and a little soccer-ball shaped C_(60), buckminster-fullerene. But that's another, marvelous, story). There is also a good bit of C_2 in comets. And C_2 is responsible for the blue light we see in flames. The C_2 molecule looks like a dumbbell, and the only free geometrical variable it has is the distance between the two carbons. That distance is 1.2425 angstroms in the ground state, the stable form of the molecule. Any molecule, C_2 as well, also exists transiently in excited states. These result from absorption of light by the molecule, or from the input of energy in other ways. Each excited state is a beast unto itself, with its equilibrium distance different from the ground state. Figure 1 shows some calculated (so this is theoretical chemistry) "potential energy curves." These are plots of how the energy of the molecule varies with internuclear separation-not only for the ground state of C_2, but also for many excited states.

机译：我喜欢化学本身将分子科学的经典划分化转变为有机，无机，生物，物理和分析子学科的化学。这是一个例子。 C_2是简单的双原子分子。只有两个碳原子。它不是很稳定，完全不同于熟悉的O_2，N_2或F_2。但是，每当在两个碳原子之间产生电弧时，就会得到一点C_2（还有一点足球状的C_（60），巴克敏斯特-富勒烯。但这是另一个奇妙的故事）。彗星中也有大量的C_2。 C_2是我们在火焰中看到的蓝光的原因。 C_2分子看起来像一个哑铃，唯一的自由几何变量是两个碳原子之间的距离。在基态（分子的稳定形式）下，该距离为1.2425埃。任何分子，也就是C_2，也都以激发态短暂存在。这些是由于分子吸收了光，或者是由于以其他方式输入了能量。每个激发态本身就是一头野兽，其平衡距离不同于基态。图1显示了一些计算得出的（所以这是理论化学）“势能曲线”。这些是分子能量如何随核间分离而变化的图-不仅对于C_2的基态，而且对于许多激发态。

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来源
《American Scientist》 |1995年第4期|p.309-311|共3页
作者
Roald Hoffmann;
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作者单位

Baker Laboratory, Cornell University, Ithaca NY 14853-1301;

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收录信息美国《科学引文索引》(SCI);
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类自然科学总论;
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