در ، یک (یا به سادگی ) مجموعه ای از یا که اندازه متوسطی بین یک مولکول ساده و یک . یعنی تا چند (nm) قطر دارد. اصطلاح ممکن است برای مجموعه‌هایی با حداکثر چند اتم استفاده شود.
 خوشه‌هایی با تعداد و نوع معین اتم‌ها در یک آرایش خاص، اغلب یک خاص در نظر گرفته می‌شوند و به این ترتیب مورد مطالعه قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، یک خوشه از ۶۰ اتم کربن است که راس یک را تشکیل می‌دهد و یک خوشه از ۱۰ اتم بور است که تشکیل یک ناکامل را می‌دهد که احاطه شده توسط ۱۴ اتم است.
 این اصطلاح بیشتر برای مجموعه‌هایی استفاده می‌شود که از چند اتم از یک عنصر یا چند عنصر مختلف تشکیل شده‌اند که در یک آرایش سه بعدی به هم متصل شده‌اند. و عناصر گروه اصلی، خوشه‌های قوی را تشکیل می‌دهند. در واقع، در برخی زمینه‌ها، این اصطلاح ممکن است به‌طور خاص به یک اطلاق شود که اتم‌های هسته آن هستند و حداقل یک شامل می‌شود. در این حالت، واجد شرایط یک خوشه با بیش از یک اتم فلز و یک خوشه با حداقل دو عنصر فلزی متفاوت را مشخص می‌کند. فقط دارای اتم‌های فلزی هستند، برخلاف خوشه‌هایی با پوسته بیرونی عناصر دیگر. دیگری ممکن است مانند سیانید یا که به صورت کووالانسی به اتم‌های هسته پیوند دارند. یا بسیاری از آنها که با مانند ، ، ، و .
 با این حال، این اصطلاح همچنین برای مجموعه‌هایی استفاده می‌شود که فاقد فلز هستند (مانند و ) و اتم‌های هسته آنها توسط یا در کنار هم نگه داشته می‌شوند. همچنین برای مجموعه‌ای از اتم‌ها یا مولکول‌هایی که توسط پیوند یا در کنار هم نگه داشته می‌شوند، مانند خوشه‌های آب.
 خوشه‌ها ممکن است نقش مهمی در مانند از ، و مایعات و جامدات، و ، و به مواد دیگر ایفا کنند. 
 ترکیبات خوشه‌ای اتمی، از جمله خوشه‌های فلزی، ناخواسته توسط انسان از دوران باستان استفاده می‌شده‌است. قدیمی‌ترین خوشه فلزی که به‌طور مصنوعی تولید می‌شده ممکن است کالومل ( )باشد، که قبلاً در قرن ۱۲ در هند شناخته شده بود.
 توضیح ساختار ترکیبات خوشه ای تنها در قرن بیستم امکان‌پذیر شد. به عنوان مثال، وجود یک پیوند جیوه به جیوه در کالومل در اوایل دهه ۱۹۰۰ توضیح داده شد. این پیشرفت‌ها با توسعه ابزارهای تجزیه و تحلیل ساختاری قابل اعتماد، مانند تک کریستالی امکان‌پذیر شد.
 اصطلاح «خوشه» توسط در اوایل دهه ۱۹۶۰ برای اشاره به ترکیبات حاوی پیوندهای فلز-فلز استفاده شد.
 خوشه‌های کربن برای اولین بار توسط اریک آ. روهلفینگ، دونالد ام. کاکس و اندرو کالدور در سال ۱۹۸۴، در آزمایشاتی که گرافیت توسط تبخیر شد و بخار توسط خاموش شد، شناسایی شد. تجزیه و تحلیل محصولات متراکم شده با یک ، برتری مولکول‌هایی با " " مشخص را نشان داد. در سال ۱۹۸۵ کار آنها توسط ، جیمز آر. هیث، شان اوبراین، و که ساختار ایکوساهدر کوتاه شده را برای پیشنهاد کردند و نام «باکمینسترفولرن» را برای آن پیشنهاد کردند. 
 خواص فیزیکی و شیمیایی خوشه‌های اتمی با خواص جامد توده ای با ترکیب یکسان بسیار متفاوت است. این تفاوت به این دلیل است که بخش بزرگی از اتم‌های تشکیل دهنده آنها در سطح آنها یافت می‌شود. برای هسته‌های خوشه‌ای با کمتر از دوجین اتم یا مولکول جزء، پیکربندی‌های پایدار معمولاً اکثر یا همه اتم‌ها را در مجاورت سطح هسته دارند و بنابراین فقط تا حدی به دیگر ذرات هسته متصل می‌شوند.
 یک انتقال تدریجی بین خواص گونه‌های مولکولی و خواص ترکیب اتم‌ها در هسته رخ می‌دهد، زیرا کسر اتم‌های مجاور سطح آن تقریباً به اندازه . اگر N برابر صدهزارباشد، زمانی که خوشه را می‌توان یک در نظر گرفت، تنها حدود ۱۰ درصد از اتم‌های هسته در سطح آن قرار می‌گیرند. این هنوز درصد قابل توجهی است، که بخشی از دلیلی است که چرا خواص نانوذرات هنوز به‌طور قابل توجهی با خواص مواد حجیم متفاوت است.
 خوشه‌های فلزات واسطه اغلب از اتم‌های به‌طور کلی مراکز فلزی با گسترده به دلیل همپوشانی مناسب اوربیتال‌های ظرفیت، خوشه‌های پایداری را تشکیل می‌دهند؛ بنابراین، فلزات با پایین برای فلزات بعدی و حالت اکسیداسیون متوسط برای فلزات اولیه تمایل به تشکیل خوشه‌های پایدار دارند. کربونیل‌های فلزی چند هسته‌ای عموماً در دیررس با حالت‌های اکسیداسیون نظری پایین یافت می‌شوند. تئوری جفت الکترون اسکلتی چندوجهی یا قوانین شمارش الکترون وید روندها را در پایداری و ساختار بسیاری از خوشه‌های فلزی پیش‌بینی می‌کند. قوانین Jemmis <i id="mwhA">mno</i> بینش بیشتری در مورد ثبات نسبی خوشه‌های فلزی ارائه کرده‌است.
 خوشه‌های ناپایدار را می‌توان با استفاده از فاز گاز مشاهده کرد، حتی اگر از نظر ترمودینامیکی ناپایدار باشند و به راحتی در هنگام تراکم جمع شوند. چنین خوشه‌های برهنه، یعنی آنهایی که توسط لیگاندها تثبیت نمی‌شوند، اغلب با تبخیر ناشی از لیزر - یا فرسایش - یک فلز حجیم یا ترکیب حاوی فلز ایجاد می‌شوند. به‌طور معمول، این رویکرد توزیع گسترده‌ای از توزیع اندازه را ایجاد می‌کند. ساختارهای الکترونیکی آنها را می‌توان با تکنیک‌هایی مانند طیف‌سنجی فوتوالکترون مورد بررسی قرار داد، در حالی که طیف‌سنجی تفکیک چند فوتونی مادون قرمز بیشتر هندسه خوشه‌ها را بررسی می‌کند. خواص آنها ( ، ، – ) اغلب یک وابستگی به اندازه مشخص را نشان می‌دهد. نمونه‌هایی از این خوشه‌ها، خوشه‌های آلومینیوم خاصی به عنوان ابراتم‌ها و خوشه‌های خاص طلا هستند. خوشه‌های فلزی خاصی در نظر گرفته می‌شوند که دارای . در برخی موارد، نتایج آزمایش‌های فرسایش لیزری به ترکیبات جدا شده ترجمه می‌شود و موارد برتر، خوشه‌های کربن به نام ، به ویژه خوشه‌هایی با فرمول C ، C و C . کره فولرن را می‌توان با مولکول‌های کوچک پر کرد و فولرن‌های اندوهدرال را تشکیل داد.
 تنوع بی‌نهایتی از ترکیبات وجود دارد که مولکول‌های آنها خوشه‌های اتمی هستند یا چنین خوشه‌ای در هسته خود دارند. در زیر برخی از دسته‌هایی که مورد توجه محققان قرار گرفته آورده شده‌است.
 متالوکاربوهدرین‌ها (یا ) خانواده ای از خوشه‌ها با ، جایی که M یک فلز واسطه مانند ، ، ، ، ، ، یا . آنها را می‌توان با تبخیر فلز مورد نظر با در جوی حاوی هیدروکربن مناسب تولید کرد. آنها همچنین با غلظت ۱٪ یا کمتر در تولید شده توسط Ti-C شناسایی شده‌اند. آنها دارای اتم‌های فلزات در گوشه‌های یک مکعب هستند، اما اتم‌های کربن به سمت داخل رانده می‌شوند تا تقریباً با وجه‌های آن مکعب همسطح باشند.
 دارای خوشه‌های آنیونی برهنه هستند که با احیای عناصر سنگین دسته ، عمدتاً فلزات یا نیمه فلزات، با فلزات قلیایی، اغلب به صورت محلول در مایع بدون آب یا . نمونه‌هایی از آنیون‌های Zintl عبارتند از [Bi ] , [Sn ] , [Pb ] و [Sb ] . اگرچه این گونه‌ها «خوشه‌های برهنه» نامیده می‌شوند، اما معمولاً به شدت با کاتیون‌های فلز قلیایی مرتبط هستند. برخی از نمونه‌ها با استفاده از کمپلکس‌های کریپت کاتیون فلز قلیایی، به عنوان مثال، ] ، که دارای شکل ضد منشوری مربعی سرپوش‌دار است، جدا شده‌اند. طبق قوانین وید (2n+۲) تعداد الکترون‌های خوشه ای ۲۲ است و همچنین برای یک خوشه نزدیک. این ترکیب از K Pb توسط Au در PPh AuCl (با واکنش تتراکلراوریک و ) در با 2.2.2-crypt تهیه می‌شود. این نوع خوشه قبلاً به عنوان اندوهدرال [Ni@Pb ] (قفس حاوی یک است). خوشه [SN یا آنیون یک ساختار دیگر است که با طیف‌سنجی فوتوالکترون مشاهده شده‌است (بدون اینکه جدا شود). با قطر داخلی ۶٫۱ ، اندازه آن با قابل مقایسه است و باید مانند فولرن‌های درون‌ودرال اتم‌های کوچکی داشته باشد، و در واقع یک وجود دارد که حاوی یک اتم Ir است: [Ir@Sn ] .
{"title": "خوشه اتمی", "link": "https://fa.wikipedia.org//w/index.php?title=%D8%AE%D9%88%D8%B4%D9%87_%D8%A7%D8%AA%D9%85%DB%8C&oldid=33668643", "language": "fa"}