Fullerene C 70

Fullerene C 70
Illustrativt billede af Fullerene C70
Struktur af fulleren C 70
Identifikation
N o CAS 115383-22-7
N o ECHA 100.162.223
PubChem 16131935
ChEBI 33195
SMILE c12c3c4c5c1c1c6c7c2c2c8c3c3c9c4c4c% 10c5c5c1c1c6c6c 11c7c2c2c7c8c3c3c8c9c4c4c9c %%% 10c5c5c1c1c6c6c 10c 11c2c2c %%% 11c7c3c3c 11c7c (c 102%) c2c6c1c1c5c9c5c6c4c8c3c6c7c2c15
pubchem , 3D-visning
InChI Std. InChI: 3D-visning
InChI = 1S / C70 / c1-2-22-5-6-24-13-14-26-11-9-23-4-3 (21 (1) 51-52 (22) 54 ( 24) 55 (26) 53 (23) 51) 33-31 (1) 61-35-7-8-27-15-16-29-19-20-30-18-17-28-12-10 ( 25 (7) 56-57 (27) 59 (29) 60 (30) 58 (28) 56) 37 (35) 63 (33) 65-36 (4) 40 (9) 67 (44 (17) 42 ( 12) 65) 69-46 (11) 47 (14) 70 (50 (20) 49 (18) 69) 68-43 (13) 39 (6) 66 (45 (16) 48 (19) 68) 64- 34 (5) 32 (2) 62 (61) 38 (8) 41 (15) 64
Std. InChIKey:
ATLMFJTZZPOKLC-UHFFFAOYSA-N
Udseende Sorte nåleformede krystaller
Kemiske egenskaber
Brute formel C 70   [Isomerer]
Molar masse 840,749 ± 0,056  g / mol
C 100%,
Fysiske egenskaber
Opløselighed uopløselig i vand
Volumenmasse 1,7  g · cm -3
Elektroniske egenskaber
Forbudt band 1,77  eV
Forholdsregler
SGH
SGH07: Giftig, irriterende, sensibiliserende, narkotisk
Advarsel H319, H335, P261, P305 + P351 + P338, H319  : Forårsager alvorlig øjenirritation
H335  : Kan irritere luftvejene
P261  : Undgå indånding af støv / røg / gas / tåge / dampe / spray.
P305 + P351 + P338  : Ved øjnene: Skyl forsigtigt med vand i flere minutter. Fjern kontaktlinser, hvis offeret har dem på, og de let kan fjernes. Fortsæt med at skylle.
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet.

Den fulleren C 70er en type af stof fulleren hvis molekyler består af 70  atomer af carbon . Disse danner et bur, hvis ellipsoidformede overflade materialiseres af 25  sekskanter og 12  pentagoner , hvor hvert toppunkt i denne struktur er optaget af et kulstofatom og hver side af en kemisk binding . Det hele danner en struktur svarende til buckminsterfulleren eller fulleren 60, symbolisk for denne familie af molekyler. Syntesen i 1985 af disse allotrope kulstofvarianter skabte forfatterne 1996- Nobelprisen i kemi .

C 70- molekylethar en D 5h symmetrimed 32 flader (25  sekskanter og 12  pentagoner ), en struktur svarende til den af buckminsterfulleren , som er sfærisk, men med et bælte på yderligere 5 sekskanter indsat ved ækvator, hvilket giver C 70en mere langstrakt form. De bindinger carbon-carbon kan have otte forskellige længder i molekylet, der spænder fra 137  pm til 146  pm . Hvert atom i strukturen er kovalent bundet til tre atomer.

Ejendomme

C 70kan gennemgå seks på hinanden følgende reduktioner, der fører til anionen C 70- reversibelt, idet oxidationen er irreversibel. Den første reduktion kræver en spænding på -1  V ( Fc / Fc + ), hvilket gør C 70 en elektronacceptor.

Fullerener er dårligt opløselige i mange aromatiske opløsningsmidler, såsom toluen , samt i opløsningsmidler såsom carbondisulfid CS 2, men er ikke opløselig i vand . C 70- løsningerer rødbrune. Det er muligt at dyrke krystaller på C 70 få millimeter fra en opløsning.

C 70danner et brunligt krystallinsk fast stof. Det er en n- type halvleder (elektronacceptor) med en forbudt båndbredde på 1,77 eV, og hvis ledningsevne ville være resultatet af diffusion af atmosfærisk ilt inde i materialet. Det elementære mønster af C 70 krystalliseret i ansigt-centreret kubisk form indeholder fire oktaedriske steder og tolv tomme tetraedriske steder, der er store nok til at rumme urenheder. Når elektrondonor elementer såsom alkalimetaller indføres i disse hulrum, C 70erhverver en ledningsevne, som kan nå i størrelsesordenen 2  S · cm- 1 .

I fast form, C70- molekylerneholdes sammen af van der Waals kræfter og krystalliserer ved omgivelsestemperatur i systemet monoklinisk , sekskantet , rhombohedral og kubisk ansigt-centreret . Sidstnævnte er stabil ved temperaturer over 70  ° C . Dette forklares ved, at det ansigt-centrerede kubiske system foretrækkes, når den generelle symmetri afhænger af den relative orientering af C70- molekylerne.mens det monokliniske system, som er det mindst symmetriske, observeres, når orienteringen af ​​molekyler er blokeret af for lav temperatur eller ved deformation . Delvis rotation langs en symmetriakse af molekyler fører til sekskantede eller rombohedriske symmetrier, som giver en kubisk struktur, når molekyler kan rotere frit.

Tilstedeværelsen af ​​fulleren C 70såvel som buckminsterfullerenen blev påvist i en planetarisk tåge i 2010, hvilket gør dette til det største molekyle, der derefter blev opdaget i rummet.

Noter og referencer

  1. beregnet molekylmasse fra "  Atomic vægte af elementerne 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
  2. (da) K. Thirunavukkuarasu, VC Long, JL Musfeldt, F. Borondics, G. Klupp, K. Kamarás og CA Kuntscher , “  Rotationsdynamik i C 70 : Temperatur- og trykafhængige infrarøde studier  ” , The Journal of Physical Chemistry , bind.  115, nr .  9,2011, s.  3646-3653 ( DOI  10.1021 / jp200036t , læs online )
  3. Sigma-Aldrich ark af forbindelse [5,6 -Fullerene-C 70Grønt alternativ sublimeret, ≥99% (HPLC)] , adgang 19. marts 2017.
  4. (i) "  Nobelprisen i kemi i 1996  " , 9. oktober 1996(adgang 19. marts 2017 ) .
  5. (in) CNR Rao, Ram Seshadri, A. Govindaraj og Rahul Sen , "  Fullerenes, nanorør, carbon løg og beslægtede strukturer  " , Materials Science and Engineering: R: Reports , Vol.  15, nr .  6, December 1995, s.  209-262 ( DOI  10.1016 / S0927-796X (95) 00181-6 , læs online )
  6. (i) AV Talyzin og I. Engström , "  C 70 i benzen-, hexan- og toluenløsninger  ” , The Journal of Physical Chemistry B , bind.  102, nr .  34,1998, s.  6477-6481 ( DOI  10.1021 / jp9815255 , læs online )
  7. (i) Robert Fabiański, Lucyna Firlej Ahmed Zahab og Bogdan Kuchta , "  Forholdet mellem krystallinitet, oxygen diffusion og elektrisk ledningsevne af C kondenseret 70 tynde film  ” , Solid State Sciences , bind.  4, nr .  8,august 2002, s.  1009-1015 ( DOI  10.1016 / S1293-2558 (02) 01358-4 , Bibcode  2002SSSci ... 4.1009F , læs online )
  8. (en) RC Haddon, AF Hebard, MJ Rosseinsky, DW Murphy, SJ Duclos, KB Lyons, B. Miller JM Rosamilia, RM Fleming, AR Kortan, SH Glarum, AV Makhija, Muller AJ, HR Eick, MS Zahurak, R Tycko, G. Dabbagh og FA Thiel , "  Dirigering af film fra C 60 og C 70af alkalimetaldoping  ” , Nature , bind.  350,28. marts 1991, s.  320-322 ( DOI  10.1038 / 350320a0 , Bibcode  1991Natur.350..320H , læs online )
  9. (in) MA Verheijen Meekes H., G. Meijer og P. Bennema , "  Strukturen i forskellige faser af ren C 70 krystaller  ” , Chemical Physics , bind.  166, n knogle  1-2,Oktober 1992, s.  287-297 ( DOI  10.1016 / 0301-0104 (92) 87026-6 , Bibcode  1992CP .... 166..287V , læs online )
  10. (i) januar Cami, Jeronimo Bernard-Salas, Els Peeters og Sarah Elizabeth Malek , "  Påvisning af C 60 og C 70i en ung planetarisk tåge  ” , Science , bind.  329, nr .  5996,3. september 2010, s.  1180-1182 ( PMID  20651118 , DOI  10.1126 / science.1192035 , Bibcode  2010Sci ... 329.1180C , læs online )