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C60即富勒烯相關(guān)

C60即富勒烯相關(guān)性質(zhì) 溶解性以及化學(xué)物理性能，請(qǐng)標(biāo)明出處: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-04-18

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C60及C70均具有籠形結(jié)構(gòu)，在物理及化學(xué)性質(zhì)上可看作三維的芳香化合物，分子立體構(gòu)型屬于D5h點(diǎn)群對(duì)稱性。C60中20個(gè)正六邊形和12個(gè)正五邊形構(gòu)成圓球形結(jié)構(gòu)，共有60個(gè)頂點(diǎn)，分別由60個(gè)碳原子所占有，經(jīng)證實(shí)它們屬于碳的第三種同素異形體，命名為富勒烯.C60在超導(dǎo)、磁性、光學(xué)、催化、材料及生物等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，得到廣泛的應(yīng)用。名稱: 富勒烯;巴基球;bucky ball;足球烯;fullerene 資料: 分子式:CAS號(hào):性質(zhì):又稱巴基球(bucky ball)，足球烯。20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的第三種碳的同素異形體。固體碳的一種新形態(tài)。呈芥子氣顏色的固體。溶于苯呈醬紅色。C60分子是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的封閉的32面體圓球形(圖暫缺)，如同建筑師Buckminsterfullerene設(shè)計(jì)的圓頂建筑，故名富勒烯(fullerene)或足球烯(footballene)。球體直徑約為710pm，即由12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形組成。其中五邊形彼此不相聯(lián)接只與六邊形相鄰。與石墨相似，每個(gè)碳原子以sp2雜化軌道和相鄰三個(gè)碳原子相連，剩余的p軌道在C60分子的外圍和內(nèi)腔形成π鍵。分子具有芳香性?？捎秒娮杓訜崾艋螂娀》ㄊ故舭l(fā)等方法制得。C60有潤(rùn)滑性，可能成為超級(jí)潤(rùn)滑劑。金屬摻雜的C60有超導(dǎo)性，是有發(fā)展前途的超導(dǎo)材料。C60還可能在半導(dǎo)體、催化劑、蓄電池材料和藥物等許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。富勒烯的成員還有C78、C82、C84、C90、C96等也有管狀等其他形狀。 C60分子可以和金屬結(jié)合，也可以和非金屬負(fù)離子結(jié)合。當(dāng)堿金屬原子和C60結(jié)合時(shí)，電子從金屬原子轉(zhuǎn)到C60分子上，可形成具有超導(dǎo)性能的MxC60，其中M為K，Rb,Cs;x為摻進(jìn)堿金屬原子的數(shù)目。K3C60在18K以下是超導(dǎo)體，在18K以上是導(dǎo)體，摻進(jìn)原子數(shù)可達(dá)6個(gè)，K6C60是絕緣體。C60是既有科學(xué)價(jià)值又有應(yīng)用前景的化合物，在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、天體物理等領(lǐng)域也有定的意義。C60和K、Rb、Cs、Tl等金屬形成的某些離子型化合物，具有超導(dǎo)性。例如K3C60的超導(dǎo)起始溫度為19K;Rb3C60為29K;RbTl2C60為43K等。K3C60為面心立方晶體，C3-60占據(jù)格點(diǎn)位置，K+填入八面體和四面體空隙。F2和H2等能在球面上和C60分步加成，產(chǎn)生C60F42，C60F60，C60H36和C60H60等共價(jià)型化合物。C60F60為白色粉末，可作高溫潤(rùn)滑劑，耐熱和防水材料。C60還可形成C60[Pt(PEt3)2]6(見(jiàn)圖)，C60[Pt(PPh3)2]和C60(OsO4)(4-t-BuPy)2等化合物而不破壞C60分子的球形骨架。此外，Na、K、Cs、Ca、Sr、Ba、La等金屬離子可包含在C60球體的空腔內(nèi)，形成包合物。1 富勒烯物理性質(zhì)的應(yīng)用潤(rùn)滑劑和研磨劑C60具有特殊的圓球形狀，是所有分子中最圓的分子;另外，C60的結(jié)構(gòu)使其具有特殊的穩(wěn)定性.在分子水平上，單個(gè)C60分子是異常堅(jiān)硬的，這使得C60可能成為高級(jí)潤(rùn)滑劑的核心材料.C60分子一出世，就有人提議用它來(lái)作“分子滾珠”，制成潤(rùn)滑劑.將C60完全氟化得到的C60F60是一種超級(jí)耐高溫材料，這種白色粉末狀物質(zhì)是比C60更好的優(yōu)良潤(rùn)滑劑，可廣泛應(yīng)用于高技術(shù)領(lǐng)域.另外，C60分子的特殊形狀和極強(qiáng)的抵抗外界壓力的能力使其有希望轉(zhuǎn)化成為一類(lèi)新的超高硬度的研磨材料.一種有希望的方法是將C60直接轉(zhuǎn)化為金剛石，這可通過(guò)在室溫下加高壓來(lái)實(shí)現(xiàn).1992年初，法國(guó)格雷諾布爾(Grenoble)低溫研究中心的雷古埃羅等人在英國(guó)《自然》雜志上報(bào)道，通過(guò)在室溫下對(duì)C60分子施以壓強(qiáng)達(dá)200億帕的快速非靜壓，可將其瞬間轉(zhuǎn)化為大量人工鉆石晶體.雷古埃羅等已為這種由C60快速有效生產(chǎn)金剛石的方法申請(qǐng)了專(zhuān)利，這使得C60可作為一種研磨材料而具有潛在應(yīng)用價(jià)值，人們可以采用爆炸或其他沖擊波的方法對(duì)富勒烯施加高壓，生產(chǎn)出符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的低成本金剛石. CVD金剛石膜富勒烯的另一潛在的應(yīng)用是它們可作為金剛石薄膜生長(zhǎng)的均勻成核位置而起重要作用.富勒烯材料的獨(dú)特性質(zhì)之一是它們?cè)谳^低溫度下升華，對(duì)于C60，其升華點(diǎn)大約是600℃，這使得富勒烯在不規(guī)則形狀表面上的氣體沉積覆蓋相對(duì)來(lái)說(shuō)很容易實(shí)現(xiàn).另外，由于富勒烯易溶于像苯和甲苯這樣的極性有機(jī)分子溶劑，因而可以在室溫下將復(fù)雜表面直接浸于制備好的溶液中，待溶劑揮發(fā)后就留下一層富勒烯分子薄膜.1992年，美國(guó)西北大學(xué)的一個(gè)研究小組聲稱他們發(fā)現(xiàn)了一種用富勒烯結(jié)晶出金剛石薄膜的簡(jiǎn)單方法.他們使用包含C70分子的富勒烯，先在硅表面形成富勒烯薄層，然后用帶電粒子轟擊它，導(dǎo)致有利于金剛石形成的分子結(jié)構(gòu)，使用化學(xué)氣相沉積(CVD)方法，通過(guò)天然氣與氫氣的混合氣體，形成許多微小的金剛石.科學(xué)家預(yù)測(cè)，對(duì)這種方法加以改進(jìn)也許能夠生長(zhǎng)出電子應(yīng)用中所需要的類(lèi)似大塊單晶的金剛石薄膜，這將使得生長(zhǎng)金剛石單晶的夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí).: 回答者：網(wǎng)友

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