Studio della forma di riga del K3C60 - Dipartimento di Fisica e ...

1.10. Fulleriti Cationiche 17
Figura 14: a)Caso ipotetico in cui l’ossidazione del C60 provoca l’asportazione di 2 elettroni.
b)Il C60 privato di 2 elettroni segue la regola di Hund e si pone nel massimo stato di spin
mantenendo la degenerazione degli orbitali HOMO. c)Il C60 privato di 2 elettroni rimuove la
degenerazione degli orbitali HOMO, a causa dell’effetto Jahn-Teller, e si pone nel minimo stato
di spin.
ibridizzati sp 3 (per possibili polimerizzazioni ad esempio), provoca un riassestamento degli
orbitali HOMO con conseguente perdita della degenerazione. La necessità della presenza di
questi due fattori si avverte chiaramente ricordando il caso del Li4C60 (paragrafo 1.8) che ha
una fase monoclina corpo centrata e polimerica che ha carattere isolante, ed una fase cubica
monomerica, stabile ad alta temperatura, che ha comportamento metallico.
È necessario te-
nere presente un’altra possibile causa di rimozione della degenerazione: l’effetto Jahn-Teller.
Come già visto per le fulleriti anioniche (paragrafo 1.6) l’effetto JT tende a rimuovere la de-
generazione degli orbitali per portare il sistema in una situazione energeticamente favorevole.
Ovviamente è necessario tenere conto di questo fattore nel momento in cui più di un elettrone
venga sottratto al C60 nell’ossidazione. In figura 14a è rappresentato il caso in cui 2 elettroni
vengano rimossi dal C60 a causa dell’ossidazione; a questo punto il sistema può porsi nello
stato di massimo spin (figura 14b) seguendo la regola di Hund e quindi mantenendo la dege-
nerazione oppure può rimuovere la degenerazione (figura 14c) secondo Jahn-Teller ponendosi
nel minor stato di spin.
Calcoli teorici hanno previsto la possibilità che, in questo caso, il sistema segua la regola
di Hund dando origine ad uno stato magnetico (S = 1); tuttavia i calcoli non prevedono la
possibilità di eventuali polimerizzazioni che comunque rimuoverebbero la degenerazione.