Zanim przejdę do opisu zaprojektowanych alotropów, przedstawię jeszcze kilka struktur węglowodorów, które do tych alotropów doprowadziły. Pierwsza struktura jest rozbudowaną wersją poprzedniej (ostatniej pokazanej na poprzedniej stronie). Związek ten ma wzór C₅₄H₁₂ i został zoptymalizowany na poziomie DFT (Orca 4.2.1/ B3LYP/ def2-SVP/ hess-plus):

Oraz nieco inna struktura, w której jeden koniec cząsteczki jest odwodorowany (parametry obliczeniowe jak wyżej):

I jeszcze jedna wersja (parametry obliczeniowe jak wyżej):

I jeszcze dłuższa wersja (parametry obliczeniowe jak wyżej):

Wszystkie powyższe konstrukcje skłaniały mnie do stwierdzenia, że jest możliwość pełnego usunięcia atomów wodoru z utworzeniem sprzężonych układów wiązań podwójnych ale rozdzielonych tetraedrycznymi atomami węgla. Powstałe w ten sposób alotropy węgla nie mają zatem charakteru fullerenów. Pierwszym przykładem jest alotrop C₄₂ (parametry obliczeniowe jak wyżej):

Kolejna przedstawiona poniżej struktura jest izomerem znanego fullerenu C₆₀. W pokazanym poniżej modelu występują jednak dwa sześcioatomowe pierścienie atomów węgla o hybrydyzacji sp³ (parametry obliczeń jak wyżej):

Z pewnym opóźnieniem uświadomiłem sobie, ze ściany alotropu pokazanego powyżej są zbudowane jedynie z pierścieni pięcioczłonowych. Ta konstatacja tyła powodem nowej konstrukcji, w której umieściłem jeszcze skondensowane pierścienie benzenowe (parametry obliczeń jak wyżej):

Wreszcie ostatnia konstrukcja w tym wpisie ma największą liczbę atomów węgla (C₇₈).

Wprawdzie wszystkie modele powyżej są zrelaksowane (wszystkie wartości własne hessianów są dodatnie), ale długość wiązań pomiędzy atomami węgla o hybrydyzacji sp³ tworzącymi pierścienie sześcioczłonowe jest większa niż długość typowych wiązań pojedynczych C-C. Wynosi ona około 1.65 Å. Nie jestem pewny, ale być może dynamika molekularna pokazałaby istotne zmiany strukturalne w wybranym zakresie temperatur. Tego nie badałem (kwiecień 2024).