§1 确实是一个足球振动光谱研究

C60 的分子结构模型确定以后，就可以根据其对称性所作的理论预测用实

验进行检验.1989 年，霍夫曼和克拉茨奇默等人重新研究他们的驼峰样品时，他们将注意力转向测量这种试样的红外线吸收光谱，以便根据当时对 C60 足球结构所作的理论预测来检验所得结果.因为我们知道，红外吸收光谱与分子的振动状况相关，根据 C60 的分子结构，理论计算可以证明，在 C60 分子的174（60×3-6）个振动模式中，只有 46 个可分辨的振动频率，其中 4 个是红外激活的，10 个是拉曼激活的.4 个红外活性模的振动频率分别为 527、577、1183、1428cm-1，10 个拉曼活性模是 1562，1458，1430，1315，1140，776，

708，496，437，274cm-1，其中 496cm-1 的模式对应于 C 原子的径向振动，而

437cm-1 模对应于 C 原子沿球表面的切向振动.当初霍夫曼等人在骆驼试样的红外吸收谱中观察到 4 条明显的谱线，与根据 C60 分子结构所作的理论计算完全符合.这不仅从实验上证实了克罗托和斯莫利等人所作的预测，同时表明这种足球状分子大量存在于他们的骆驼样品中.后来，贝休恩（ D. S.

Bethune）等人也用拉曼谱和红外吸收谱证实了

对 C60 分子所作的最初结构设想.在 C60 的拉曼谱中，可以明显看到 10 条尖锐的吸收谱线（图 2-1）.另外，卡佩拉蒂（R. L. Cappelietti）等人的非弹性中子散射实验（14 条谱线）以及高分辨电子能量损失谱也有力地支持 C60 的分子结构模型.

根据对称性可知，C60 分子中的 60 个碳原子位置完全等价，即只有一种

① 普通足球一般将五边形涂成黑色，与白色的六边形相比可以明显地看到足球是由五边形和六边形拼接而成的.通常我们在电视中看到比赛用的足球的表面绘制了各式各样的花纹，但其表面拼皮仍然是由 12 个五

边形和 20 个六边形组成.足球的这一结构不仅外形美观，而且还有助于运动员在踢球时增加摩擦力.

不等价原子，因此在 13C 的核磁共振（NMR）谱中只有一条谱线，其化学位移为 143PPM，这也为实验所证实.