逍遥学能 2017-05-21 09:08
C60,形似足球，又名足球烯,是一种由60个碳原子构成的分子(物质一般不由原子构成)。C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。其相对分子质量约为720。
C60的发现最初始于天文学领域的研究，科学家们首先对星体之间广泛分布的碳尘产生了兴趣。学者们发现，星际间碳尘的黑色云状物中包含着由短链结构的原子构成的分子，也有一部分学者认为该云状物是从碳族星体红色巨星中产生的，理论天文学家推测，这些尘埃土中包含着呈现黑色的碳元素粒子。
后来英国的克罗脱为了探明红色巨星产生的碳分子结构，对星际尘埃中含有碳元素的几种分子进行了确认。美国的霍夫曼和德国的克拉其莫也制造出了宇宙中类似的尘埃。他们将其与煤炭燃烧后遗留的黑色物质进行比较，发现了气化物质在紫外线吸收实验中留下了清晰的痕迹，并称之为“驼峰光谱”。后来由美国的柯尔、史沫莱和英国的克罗脱解释出该现象的理由，并为此获得了诺贝尔化学奖。
C60是美国休斯顿赖斯大学的史沫莱(Smalley,R.E.)等人和英国的克罗脱(Kroto,H.W.)于1985年提出烟火法而正式制得的。他们用大功率激光束轰击石墨使其气化，用1MPa压强的氦气产生超声波，使被激光束气化的碳原子通过一个小喷嘴进入真空膨胀，并迅速冷却形成新的碳分子，从而得到了C60。C60的组成及结构已经被质谱仪、X射线分析等实验所证明。此外，还有C70等许多类似C60的分子也已被相继发现。
除C60外，具有封闭笼状结构的还可能有C28、C32、C50、C70、C84……C240、C540等，统称为富勒烯(Fullerene)。在数学上，富勒烯的结构都是以五边形和六边形面组成的凸多面体。最小的富勒烯是C20，有正十二面体的构造。没有22个顶点的富勒烯。之后都存在C2n的富勒烯，n= 12,13,14 ...。在之些小的富勒烯中，都存在着五边形相邻结构。C60是第一个没有相邻的五边形的富勒烯，下一个是C70。在更高的富勒烯中，普遍满足孤立五边形规则(Isolated pentagon rule,IPR)，即在n>12时，不存在相邻的五边形结构。
中国北京大学化学系和物理系研究小组也研制出C60分子。人们对C60分子的结构和反应的认识正在不断深入，它应用于材料科学、超导体等方面的研究正在进行中。