फुलरीन कार्बन का एक रूप हैं। बकमिंस्टरफुलरीन (Buckminsterfullerene) अणु का विशिष्ट आकार क्या है?

Question

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The correct answer is C: फुटबॉल संरचना (Soccer ball structure). बकमिंस्टरफुलरीन, जिसे $C_{60}$ के रूप में भी जाना जाता है, कार्बन का एक अपरूप है जिसमें 60 कार्बन परमाणु एक गोलाकार पिंजरे जैसी संरचना में व्यवस्थित होते हैं। इसकी ज्यामिति एक क्लासिक एसोसिएशन फुटबॉल या सॉकर बॉल के समान होती है, जिसमें 20 षट्कोणीय और 12 पंचकोणीय वलय होते हैं।

Step-by-Step Solution & Concepts:
बकमिंस्टरफुलरीन, जिसे $C_{60}$ के रूप में भी जाना जाता है, कार्बन का एक अपरूप है जिसमें 60 कार्बन परमाणु एक गोलाकार पिंजरे जैसी संरचना में व्यवस्थित होते हैं। इसकी ज्यामिति एक क्लासिक एसोसिएशन फुटबॉल या सॉकर बॉल के समान होती है, जिसमें 20 षट्कोणीय और 12 पंचकोणीय वलय होते हैं।

Working Principle: $C_{60}$ की स्थिरता इसकी ट्रंकेटेड आइकोसाहेड्रॉन (truncated icosahedron) ज्यामिति से उत्पन्न होती है, जो 60 कार्बन परमाणुओं में से प्रत्येक को $sp^2$ संकरित होने की अनुमति देती है। यह विन्यास एक बंद, घुमावदार सतह में स्टेरिकल तनाव को कम करते हुए कार्बन की बंधन आवश्यकताओं को पूरा करता है। संरचना सहसंयोजक बंधों द्वारा एक साथ जुड़ी होती है, जो फुलरीन नामक एक अद्वितीय क्लस्टर बनाती है।

Key Formulas: $C_{60}$ — बकमिंस्टरफुलरीन का रासायनिक सूत्र; $sp^2$ — संरचना में कार्बन की संकरण अवस्था

Key Points: इसकी खोज 1985 में क्रोटो, स्मली और कर्ल द्वारा की गई थी।; इसमें ठीक 60 कार्बन परमाणु होते हैं।; इसमें कुल 32 फलक होते हैं (20 षट्भुज और 12 पंचभुज)।; यह फुलरीन परिवार का एक खोखली, बंद-पिंजरे वाली संरचना है।

Advantages: उच्च तापीय स्थिरता; पदार्थ विज्ञान के लिए अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक गुण; अपने खोखले आंतरिक भाग के कारण दवा वितरण प्रणालियों के लिए क्षमता

Disadvantages: थोक मात्रा में उत्पादन करना कठिन और महंगा; सामान्य विलायकों में कम घुलनशीलता

Applications: नैनो-प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों के लिए स्नेहक; कार्बनिक फोटोवोल्टिक्स और सौर कोशिकाओं में घटक

Additional Info: गणितीय रूप से इस संरचना को ट्रंकेटेड आइकोसाहेड्रॉन के रूप में जाना जाता है।. विकल्प A गलत है क्योंकि चतुष्फलकीय ज्यामिति हीरे का वर्णन करती है। विकल्प B गलत है क्योंकि षट्कोणीय परतें ग्रेफाइट की विशेषता हैं। विकल्प D कार्बीन जैसी रैखिक कार्बन श्रृंखलाओं का वर्णन करता है।

Answer: C सही है — बकमिंस्टरफुलरीन अणु ($C_{60}$) एक गोलाकार, पिंजरे जैसी संरचना बनाता है जो सॉकर बॉल से बहुत मिलती-जुलती है।

Exam Tip: प्रतियोगी परीक्षाओं में भ्रम से बचने के लिए $C_{60}$ को हमेशा उसके सॉकर-बॉल रूप और हीरे को चतुष्फलकीय ज्यामिति से जोड़कर याद रखें।

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Option A: चतुष्फलकीय (Tetrahedral)

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Option B: षट्कोणीय परतें (Hexagonal sheets)

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Option D: रैखिक श्रृंखला (Linear chain)

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