總述
球碳,原名 富勒烯(Fullerene,又譯作 福樂烯),又名 巴基球或 巴克球(Buckyball),是於1985年發現的繼金剛石和石墨之後碳元素的第三種晶體形態。
預言發現
1985年,英國化學家哈羅德·沃特爾·克羅托博士(Sir Harold Walter Kroto,1939年10月7日~)和美國科學家理察·埃里特·史沫萊(Sir Richard Errett Smalley,1943年6月6日~)等人在氦氣流中以雷射汽化蒸發石墨實驗中首次製得由60個碳組成的碳原子簇結構分子C60。為此,克羅托博士獲得1996年度諾貝爾化學獎。
結構
克羅托受建築學家理察·巴克明斯特·富勒(Richard Buckminster Fuller,1895年7月12日~1983年7月1日)設計的美國萬國博覽館球形圓頂薄殼建築的啟發,認為C60可能具有類似球體的結構,因此將其命名為buckminster fullerene(巴克明斯特·富勒烯,簡稱富勒烯)。
後經實驗證明,C60的分子結構的確為球形32面體,它是由60個碳原子以20個六元環和12個五元環連線而成的具有30個碳碳雙鍵(C=C)的足球狀空心對稱分子,所以,富勒烯也被稱為足球烯。
性質
密度及溶解性
C60的密度為1.7g/cm3。
C60不溶於水,在正己烷、苯、二硫化碳、四氯化碳等非極性溶劑中有一定的溶解性。
導電性
它大得可以將其他原子放進它內部,並影響其物理性質,因而可導電。另外,由於富勒烯有大量游離電子,所以若我們把可作β衰變的放射性元素困在其內部,其半衰期可能會因此受到影響。
記憶性
富勒烯具有記憶性,可以用做記憶材料。
數學領域
在數學上,富勒烯的結構都是以五邊形和六邊形面組成的凸多面體。最小的富勒烯是C20,有正十二面體的構造。沒有22個頂點的富勒烯。之後都存在C2n的富勒烯,n = 12, 13, 14 ...。暫時有1812種富勒烯,只有C60沒有相鄰的五邊形。