fulereny

fulereny, fullereny,

jedna z postaci alotropowych węgla (pierwiastka); cząsteczki f. są zbudowane z parzystej liczby atomów C_n, gdzie n = 2(16 + m), a m = 1, 2, 3 ...;

najczęściej występują cząsteczki zawierające 60 oraz 70 atomów węgla (C₆₀ i C₇₀), największą zaobserwowaną cząsteczką jest C₉₆₀; w molekule C_n atomy znajdują się na powierzchni figury przestrzennej, w przypadku C₆₀ — zbliżonej do sfery o średnicy 7,1 Å; w fulerenach C₆₀ atomy zajmują wierzchołki 12 pięcio- i 20 sześciokątów, a odległość C–C wynosi 1,4 Å. Fulereny rozpuszczają się w rozpuszczalnikach org., np. w benzenie, toluenie oraz w disiarczku węgla; tworzą związki chemiczne zachowując charakter molekularny. Atom przyłączony (poprzez wysycenie wiązania podwójnego między atomami węgla) do f. może znajdować się na zewnątrz cząsteczki f. (związki egzohedralne), np. związki z wodorem, tlenem, fluorowcami, połączenia z cząsteczkami związków org.; cząsteczka f. może też służyć jako „klatka”, w której jest uwięziony obcy atom lub atomy; takie związki (zw. endohedralnymi) oznacza się wzorem X@C_n, X — atom wewnątrz f. (gł. atom lub jon metalu, także atom helowca), np. Ca@C₈₂. Atom węgla w cząsteczce f. może być zastąpiony atomem innego pierwiastka (najczęściej boru lub azotu, np. C₅₆B₂N₂) — heterofulereny.

Znane są także kryształy molekularne fulerenów zwane fulerytami; kryształy C₆₀ są izolatorami, związki interkalacyjne fulerytów i metali z grupy litowców są przewodnikami, a niektóre związki o budowie M₃C₆₀ — nadprzewodnikami; nadprzewodnictwo wykazują także związki interkalowane wapniem, cynkiem, antymonem.

Fulereny zostały wykryte 1985 (w produktach laserowego odparowania grafitu w próżni) przez R.F. Curla, H.W. Kroto i R.E. Smalleya (Nagroda Nobla 1996). Nazwa od nazwiska amer. konstruktora R.B. Fullera.

Bibliografia

A. Huczko Fulereny, Warszawa 2000.

Fuleren, cząsteczka C₆₀