Prediction of Heterofullerene Stabilities: A Combined DFT and Chemometric Study of C 56 Pt 2 , C 57 Pt 2 and C 81 Pt 2

A systematic search of the regioisomers of the heterofullerenes, C 57 Pt 2 and C 56 Pt 2 , has been carried out by means of density functional calculations to find the most stable structures. Both heterofullerenes incorporate two metal atoms into the fullerene surface. In the case of C 57 Pt 2 , one platinum atom substitutes one carbon atom of C 60 and the other platinum atom replaces a CC bond, whereas in C 56 Pt 2 each platinum atom replaces one CC bond. Several geometric factors were studied, three of which have particularly important effects on the relative stabilities of the regioisomers: the PtPt separation, the number of CC bonds remaining after substitution, and the type of CC bond that is substituted. All these factors indicate that the deformation of the carbon framework is a general factor that governs the relative stabilities of the regioisomers. Because a high number of factors affect the stability of the heterofullerenes we also used chemometric techniques in this study. Partial least‐squares (PLS) regression was used to establish the structure–energy relationships of C 57 Pt 2 and C 56 Pt 2 heterofullerenes. The understanding gained of the factors that affect the relative isomers stabilities has allowed us to predict the stabilities of larger disubstituted carbon cages, for example, C 81 Pt 2 heterofullerene. En aquest treball portem a terme una cerca sistemàtica dels regioisòmers dels heteroful⋅lerens C 57 Pt 2 i C 56 Pt 2 amb l′objectiu de trobar les estructures més estables per cada estequiometria. Ambdós heteroful⋅lerens incorporen dos metalls a l′estructura del C 60 . En el cas del C 57 Pt 2 un Pt substitueix un carboni i l′altre un enllaç CC, mentre que en el cas del C 56 Pt 2 , cadascun dels dos Pt substitueix un enllaç CC. S′han estudiat diversos factors geomètrics, però només tres tenen efectes importants sobre l′estabilitat relativa dels regioisòmers: la separació PtPt, el nombre d′enllaços CC restants després de la substitució i el tipus d′enllaç CC substituït. No obstant, tots els factors apunten que la deformació de l′estructura de la caixa carbònica governa l′estabilitat relativa dels regioisòmers. Degut al gran nombre de factors que poden intervenir en l′estabilitat s′usen tècniques d′anàlisi multivariant de dades. Així, la regressió per mínims quadrats parcials (PLS) facilità i sistematitzà la cerca de relacions entre l′estructura i l′estabilitat dels diferents regioisòmers pels heteroful⋅lerens C 56 Pt 2 i C 57 Pt