高次フラーレン

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高次フラーレン(Higher fullerenes)は、70個以上の炭素で構成されるフラーレン分子である。六角形と五角形の面が融合して籠の形を作っている。

1990年、ヴォルフガング・クレッチマー英語版ドナルド・ハフマン英語版は、kgもの量のフラーレンを簡単に効率良く合成できる方法を開発し、フラーレンの研究が一気に進んだ。この技術では、ヘリウム中で高純度の2つのグラファイト電極の間をアーク放電させることで、炭素のすすを生成する。または、グラファイトのレーザーアブレーション芳香族炭化水素熱分解によってすすを生成する。フラーレンは、すすの中から多段階の過程によって抽出される。まずは、すすを適切な有機溶媒に溶かす。この段階で、最大70%のC60と15%のC70、その他のフラーレンからなる溶液ができる。これをクロマトグラフィーを用いて分離する[1]。この方法でmg量の高次フラーレンを得ることができ、また、C76、C78、C84は試薬として販売されている。

性質

分子

化学式CAS登録番号[2]Nis[3]分子対称性[4][5]
C6099685-96-81Ih
C70115383-22-71D5h
C721D6h
C741D3h
C76135113-15-42D2*
C78136316-32-05D2v
C80136316-32-07
C82136316-32-09C2, C2v, C3v
C84135113-16-524D2*, D2d
C86135113-16-519
C88135113-16-535
C90135113-16-546
C3996175833-78-0

表中で、NISは、フラーレン中で五角形の面同士は隣合わないというルールの中でありうる同位体の数を表している。対称性は、実験的に最も量の多いものを示した。*の記号は、2つ以上のキラル型で対称性を持つことを意味する。

固体

高次フラーレンの固相[6]
化学式対称性空間群Noピアソン記号a (nm)b (nm)c (nm)Zρ (g/cm3)
C76単斜晶P214mP21.1021.1081.76821.48
C76立方晶Fm3m225cF41.54751.54751.547541.64
C82単斜晶P214mP21.1411.13551.83552

トルエン溶液からC76またはC84の結晶を生成すると、単斜対称となる。しかし、C76の溶媒を蒸発させると、面心立方体に変わる。単斜晶と面心立方体の相は、C60とC70でも知られている。

出典

関連文献

外部リンク

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