131159-39-2
中文名稱
富勒烯
英文名稱
Fullerene C60
CAS
131159-39-2
分子式
C60
分子量
720.64
MOL 文件
131159-39-2.mol
更新日期
2024/12/23 11:57:30
131159-39-2 結(jié)構(gòu)式
基本信息
中文別名
碳60巴基球
富勒烯
富勒石
富勒烯C70 5G
富勒烯提取物,C60
富勒烯,C60/C70 混合物
富勒烯提取物,C60(含約的C70)
富勒烯提取物,C60(含約20%的C70)
富勒烯提取物,C60(含約20%的C70),巴克球提取物
英文別名
C70C60
BUCKYBALL
CARBON 60
FULLERENE
CARBON C70
CARBON C60
Fullerenes
FOOTBALLENE
SOOCERBALLENE
物理化學(xué)性質(zhì)
熔點(diǎn)>280 °C(lit.)
密度1,6 g/cm3
閃點(diǎn)>94 °C
儲(chǔ)存條件Sealed in dry,Room Temperature
溶解度organic solvents: soluble
形態(tài)粉末
比重1.6
顏色黑色
InChIKeyXMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N
安全數(shù)據(jù)
警示詞警告
危險(xiǎn)性描述H319-H335
危險(xiǎn)品標(biāo)志Xi
危險(xiǎn)類別碼36/37
安全說(shuō)明26-36-37/39-22
危險(xiǎn)品運(yùn)輸編號(hào)UN1325
WGK Germany3
危險(xiǎn)等級(jí)4.1
包裝類別III
海關(guān)編碼28030000
毒害物質(zhì)數(shù)據(jù)131159-39-2(Hazardous Substances Data)
常見(jiàn)問(wèn)題列表
簡(jiǎn)介
富勒烯C60是美國(guó)休斯敦賴斯大學(xué)的克羅脫(Kroto.H.W.)和史沫萊(Smalley.R.E.)等人于1985年提出的，他們用大功率激光束轟擊石墨使其氣化，用1MPa壓強(qiáng)的氦氣產(chǎn)生超聲波，使被激光束氣化的碳原子通過(guò)一個(gè)小噴嘴進(jìn)入真空膨脹，并迅速冷卻，從而得到了C60，C60的組成及結(jié)構(gòu)已經(jīng)被質(zhì)譜、X射線分析等實(shí)驗(yàn)證明。此外，還有C70等許多類似C60的分子也已被相繼發(fā)現(xiàn)。
1991年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，C60中摻以少量某些金屬（如：鉀、銣、銫等）后具有超導(dǎo)性，且這種材料的制作工藝比制作傳統(tǒng)的超導(dǎo)材料——陶瓷要簡(jiǎn)單，質(zhì)地又十分堅(jiān)硬，因此人們預(yù)言C60在超導(dǎo)中的運(yùn)用可能會(huì)超過(guò)陶瓷材料。目前，人們對(duì)C60分子的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)的認(rèn)識(shí)正在不斷深入，它應(yīng)用于材料科學(xué)、超導(dǎo)體等方面的研究正在進(jìn)行中。由富勒烯所衍生出來(lái)的碳微管比相同直徑的金屬?gòu)?qiáng)度高100萬(wàn)倍。現(xiàn)實(shí)世界中的足球以其無(wú)盡的魅力傾倒了無(wú)數(shù)人，而小小的“富勒烯”也正是以另一種形式影響和改變著這個(gè)世界。
分子結(jié)構(gòu)
富勒烯C60與金剛石、石墨是碳的三種同素異形體，富勒烯分子是一種由60個(gè)碳原子結(jié)合形成的穩(wěn)定分子，它具有60個(gè)頂點(diǎn)和32個(gè)面，其中12個(gè)為正五邊形，20個(gè)為正六邊形，它形似足球，所以又稱為富勒烯。化學(xué)性質(zhì)
根據(jù)富勒烯(簡(jiǎn)稱C60)分子的球形中空結(jié)構(gòu)可以推斷，它應(yīng)具有芳香性，能夠進(jìn)行一般的稠環(huán)芳烴所進(jìn)行的反應(yīng)，如能夠發(fā)生烷基化，進(jìn)行還原生成氫化物等。眾所周知，芳烴一般表現(xiàn)出富電子反應(yīng)，易與親電試劑發(fā)生親電取代反應(yīng)，但是C60卻表現(xiàn)出缺電子化合物的反應(yīng)性，即傾向于得到電子，它難與親電試劑發(fā)生反應(yīng)，而易與親核試劑如NH3及金屬反應(yīng)。Bethune認(rèn)為，富勒烯的化學(xué)行為更像缺電子的烯烴，而不像芳香化合物，由于C60的中空球形結(jié)構(gòu)使得它能在球的內(nèi)外表面都進(jìn)行反應(yīng)，從中得到各種功能的富勒烯衍生物。其中金屬包含于C60籠內(nèi)部的用M@C60表示，金屬和C60在球外表面起反應(yīng)的用MnC60表示。已知一些C60的化學(xué)反應(yīng)得到了較好的表征，其中包括和金屬反應(yīng)生成內(nèi)包含化合物，鹵化反應(yīng)，自由基反應(yīng)等。
由于C60球表面的烯烴處于球表面位置，也即偏離了一般烯烴的平面，其偏離程度為30°，這樣C60表面的烯烴實(shí)際上處在與金屬配位前就滿足了配體所需要的幾何結(jié)構(gòu)，處于一種理想的空間位置。加上C60球的缺電子性能，兩種因素哪一個(gè)占主導(dǎo)地位尚不能完全確定。用循環(huán)伏安法研究表明，C60可以高度可逆地轉(zhuǎn)化為C-60和C2-60，這一特性表明，富勒烯可能成為新一代可逆電池提供原料。
應(yīng)用領(lǐng)域
富勒烯C60的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定著它具有特殊的物理化學(xué)性能，它可以在眾多學(xué)科當(dāng)中都具有廣泛的用途。如堿金屬原子可以與C60鍵合成“離子型”化合物而表現(xiàn)出十分良好的超導(dǎo)性能，過(guò)渡金屬富勒烯C60化合物表現(xiàn)出較好氧化還原性能。在高壓下C60可轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸_(kāi)辟了金剛石的新來(lái)源。C60與環(huán)糊精、環(huán)芳烴形成的水溶性主客體復(fù)合物將在超分子化學(xué)、仿生化學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。以富勒烯C60為基礎(chǔ)的催化劑，可用于以前無(wú)法合成的材料或更有效地合成現(xiàn)有的材料。碳容易被加工成細(xì)纖維的特性很可能研制出一種比現(xiàn)有陶瓷類超導(dǎo)體更優(yōu)的高溫超導(dǎo)材料。管狀富勒烯的發(fā)現(xiàn)與研究，很可能使這種超強(qiáng)度低密度的材料用于新型飛機(jī)的機(jī)身。富勒烯有區(qū)分地吸收氣體的性質(zhì)可能被應(yīng)用于除去天然氣中的雜質(zhì)氣體。C60離子束轟擊重氫靶預(yù)計(jì)運(yùn)用于分子束誘發(fā)核聚變技術(shù)。C60和C70溶液具有光限幅性，可作為數(shù)字處理器中的光閾值器件和強(qiáng)光保護(hù)器，用C60和C70的混合物摻雜PVK呈現(xiàn)非常好的光電導(dǎo)性能及其用于靜電印刷的潛在可能性。Si也被發(fā)現(xiàn)可能形成類似富勒烯結(jié)構(gòu)，有望成為新的半導(dǎo)體元件材料。迄今為止，富勒烯原子團(tuán)簇及其衍生物已涉及到生命化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、材料化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、高分子科學(xué)、催化化學(xué)等眾多領(lǐng)域，可用于復(fù)合材料、建筑材料、表面涂料、火箭材料等等。雖然其廣泛應(yīng)用還不是一個(gè)短時(shí)間的過(guò)程，但隨著人們對(duì)其不斷認(rèn)識(shí)，相信基于C60的各種應(yīng)用將具有更為廣泛的應(yīng)用前景。超導(dǎo)體
富勒烯C60分子本身是不導(dǎo)電的絕緣體，但當(dāng)堿金屬嵌人C60分子之間的空隙后，C60與堿金屬的系列化合物將轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體，如K3C60即為超導(dǎo)體，且具有很高的超導(dǎo)臨界溫度。與氧化物超導(dǎo)體比較，C60系列超導(dǎo)體具有完美的三維超導(dǎo)性，電流密度大，穩(wěn)定性高，易于展成線材等優(yōu)點(diǎn)，是一類極具價(jià)值的新型超導(dǎo)材料。光學(xué)材料
由于C60分子中存在的三維高度非定域，電子共軛結(jié)構(gòu)使得它具有良好的光學(xué)及非線性光學(xué)性能。如它的光學(xué)限制性在實(shí)際應(yīng)用中可做為光學(xué)限幅器。C60還具有較大的非線性光學(xué)系數(shù)和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，使其做為新型非線性光學(xué)材料具有重要的研究?jī)r(jià)值，有望在光計(jì)算、光記憶、光信號(hào)處理及控制等方面有所應(yīng)用。還有人研究了C60化合物的倍頻響應(yīng)及熒光現(xiàn)象，基于C60光電導(dǎo)性能的光電開(kāi)關(guān)和光學(xué)玻璃已研制成功。富勒烯C60與花生酸混合制得的C60－花生酸多層LB膜具有光學(xué)累積和記錄效應(yīng)。