Fakta molekul C60

Salah satu molekul yang bentuk geometrinya kubus adalah senyawa karbon-60, C60. Senyawa ini dikenal sebagai buckminsterfullerene atau buck...

Salah satu molekul yang bentuk geometrinya kubus adalah senyawa karbon-60, C60. Senyawa ini dikenal sebagai buckminsterfullerene atau buckyball, telah diteliti pada tahun 1985 oleh Kroto, Curl dan Smalley, melalui penelitian spektrum radiasi astronomi dan menghasilkan emisi sinar merah dengan harga panjang gelombang λmax di daerah merah 660-700 nm. Senyawa ini berbentuk mirip bola sepak, yang memang terdiri dari 60 titik, dengan memiliki 20 bentuk heksagonal dan 12 pentagonal.

Mengapa C60 adalah merupakan fenomena molekul ruang angkasa? Mengapa C60 menghasilkan emisi di daerah sinar tampak warna merah? Mengapa di dalam struktur geometri molekul C60 dapat terisi oleh sebuah logam? Mengapa di dunia ilmu astronomi berkembang teori pembentukan bumi tercipta atas peran molekul C60 yang terisi logam?

Bila kita meninjau tingkat energi dari solusi Persamaan Schrödinger untuk box 3 dimensi, seperti pada 4.13, maka sejumlah 60 elektron π dari molekul C60 dapat mengisi setiap tingkat energinya masingmasing 2 elektron π, dapat dilihat pada Gambar 4.16. Pada tingkat energi terisi tertinggi yaitu pada energi E = 21( h 2 8mL2 ) terdapat 6 keadaan energi degenerasi, dimana dari keeanm keadaan energi tersebut hanya 2 keadaan yang terisi penuh 2 elektron π sedangkan 4 keadaan energi lainnya hanya terisi masing-masing satu elektron π. Keadaan ini menyebabkan molekul C60 adalah berifat feromagnetik, dan menyebabkan satu molekul C60 mudah berinteraksi baik secara adsorpsi fisik (physisorption) maupun adsorpsi kimia (chemisorption) dengan satu logam.

Namun timbul pertanyaan, bagaimanakah betuk interaksi semua atom karbon dalam molekul C60 dengan satu logam? Apakah inetraksi logam tersebut berada di luar atau berada di dalam molekul C60? Bila ditinjau dari kestabilan energi interaksi logam dengan molekul C60, maka interaksi logam di luar molekul C60 akan menghasilkan energi interaksi yang sangat besar, sedangkan interaksi logam di dalam molekul C60 akan menghasilkan energi interaksi yang jauh lebih kecil. Sehingga model interaksi logam di dalam molekul C60 sangat melimpah di ruang angkasa.

Sumber : Gunawan,Rahmat. 2019. Kimia Kuantum. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.