对称与美似乎在科学的不同领域扮演了重要的角色。在化学领域内，C60分子正是这种对称美的一个典型例子——

自古以来，人们总是把美与对称联系在一起。在科学的许多领域，从物理学的基本理论到现代化学产物也存在这样一种联系。C₆₀分子正是这种对称美的一个例子：它具有二十面体对称性（Ih），是分子可能的最高等级的对称性。

由简单组分通过自组装形成的更为复杂的分子（这里称“原子簇"）也可以具有Ih对称性，或者至少具有高度对称的结构。在今年5月2日的《科学》上，由白俊峰（音译）和摩西（Mosea）分别报道的两种类似于富勒烯结构的原子簇代表了纳米尺度原子簇化学的最近进展。

图解：互相贯穿的多面体作为“构筑单元"。文中讨论的球状二十面体分子体现了一般的构筑规律，这里显示的是五对相互贯穿的由一组等价原子组成的立体图形。上图是所有六个立体图形（两个柏拉图和四个阿基米德）的集合。所有六个成对的立体图形都：包含具有12个顶点的二十面体。其他的每个立体图形具有12个五边形面：十二面体，三十二面体，截顶二十面体，菱面三十二面体及菱面截顶三十二面体。

白俊峰等人报道的原子簇是二十面体，具有两个基本结构单元：20个六圆环P₄Cu₂和12个五边形的 P₅环。因此尽管它组成复杂，包含的却只是C₆₀具有的基本的20个六边形和12个五边形。

摩西等人报道的原子簇含有一个位于As₂₀十二面体（富勒烯）笼子正中心的[Ni₁₂（μ-12-As）]^3-二十面体。As₂₀十二面体与Ni₁₂二十面体的互相贯穿的性质使多面体具有60个三角面，对应于一个二十面体的测地学多面体。在非常稳定，也容易得到的氧化钼原子簇“Mo₁₃₂"二十面体中也发现了类似的拓扑结构，12个五边形由30个连接段连接起来。这个原子簇向人们展示了前所未有的一系列互相贯穿的扭曲的柏拉图和阿基米德立体图形系列，所有原子都位于表面。在以Pd为中心、CO与PEt₃作配体的Pd₁₄₅原子簇中也发现了类似的外壳结构，由一个二十面体与一个菱面三十二面体组成。

具有球形金属核的Pd与Au原子簇通常由金属络合物的溶液还原得到（相关实验由迈克尔? 法拉第首先完成）。这类原子簇的原型是Au₅₅原子簇，具有以Au原子为中心的立方八面体环境（这种结构与二十面体的排列类似）。这类诸如Pt₃₀₉的更大的一族原子簇的尺寸由相应于立方八面体所有外壳的“魔数”所调控。在Al和Ga中也发现了具有更复杂金属原子核的原子簇。在最大的铝原子簇Al₇₇中，中心Al原子依然具有近似二十面体的环境。具有金属硫族核的巨型簇合物也已经合成出来，最大的是具有一个球形的Ag₁₈₈S₉₄核和S₁₀、S₃₄及S₅₀外壳的原子簇。

在简单生物体（放射虫）尤其是一些病毒体中也发现了优先形成球形的高度对称体的趋势，可能是由于这些体系具有最小的表面积。与化学原子簇及测地学圆顶很相似，它们对外界稳定的“攻击”显示惰性。有趣的是，有关测地学圆顶的知识比电子显微镜更早地运用于研究球状病毒体的结构中。

我们能识别用于构筑不同形状巨型原子族的优势结构组成单元，所有大型以凸面氧化钼为基础的原子簇含有五边形（Mo）Mo₅单元（一个居中的MoO₇五边形双棱锥与5个MoQ₆八面体共边）。12个五边形被认为是构筑球状结构的最基本的单元，如C₆₀，又如白俊蜂等报道的原子簇有P₅环，摩西等报道的原子簇有As₂₀十二面体，以及Mo₁₃₂等。在近球形的十二面体及几个阿基米德立体图形中它们都很常见。

球形原子簇由于其相对的情性和稳定性，将能广泛地应用于纳米技术中。它还具有其他纳米技术所需的性质，包括溶解性和一些特殊的结构特征：如Mo₁₃₂原子簇中纳米尺度的孔尺寸和总尺寸是可以调节的。而空穴封闭的分子结构如水分子组装则更让人兴奋。用胍阳离子将Mo₁₃₂原子簇的20个“纳米窗”关闭，可导致内部水分子重新组装成结构明确的（H₂O）₁₀₀原子簇，从而又展现出以上讨论过的由两个十二面体和一个菱面三十二面体形成的外壳结构。

对称与美似乎在科学的不同领域扮演了重要的角色。尽管从这些归类还不能推出一致通用的规律，但近年来合成的一些高度对称的球形原子簇在结构上的一致性，也许能导致许多有用材料的诞生。

[Science，2003年5月2日]