ФУЛЛЕРЕНЫ, одна
из форм существования в природе углерода (кроме известных графита, алмаза, карбина,
лонсдейли-та; см. Углерод}. Обнаружены в 80-х гг. 20 в. Ф. обычно представляют
собой шарообразные молекулы C60 или молекулы C70, по форме
близкие к дынеобразному мячу для регби. Пов-сть молекул Ф. состоит из 5- и 6-угольников,
образованных атомами С (в молекуле C60 двадцать 6-угольников, в молекуле
C70 - тридцать), внутри молекулы полые. Известны Ф., молекулы к-рых
имеют более сложную форму (напр., полых трубок,- тубулены) и состоят из неск.
сотен атомов С. Назв. Ф. дано по имени амер. архитектора и инженера Ричарда
Бакминстера Фуллера, к-рый разработал конструкцию куполообразной крыши, составленной
из 5- и 6-угольников, наподобие футбольного мяча ("геодезич. купол");
иногда Ф. наз. также бакминстерфуллеренами или просто баки-болами.
Диаметр молекулы C60
близок к 1 нм. Энергия связи атомов С велика и составляет 6,99 эВ/атом. При
растворении C60 в бензоле образуется малиновый р-р, после испарения
к-рого в вакууме получают желтые кристаллы C60. Кристаллич. решетка
C60 гранецентрир. кубическая. По пластичности кристаллы C60
близки к графиту.
В Ф. все связи между атомами
С насыщены за счет их взаимод. друг с другом, поэтому Ф.- единственная стабильная
"чистая" форма углерода, т. к. в алмазе, графите и др. формах атомы
С, расположенные на пов-сти тела, насыщают свои связи, направленные наружу из
объема, за счет взаимод. с атомами H, О и др.
В первых опытах Ф. получали
испарением графита в атмосфере Не под действием мощного импульсного лазера.
Позднее было установлено, что Ф. образуются при пропускании тока чистого Не
между двумя графитовыми электродами при возбуждении электрич. дуги. Возможно,
C60 присутствует в коптящем пламени (напр., пламени свечи), в продуктах
сжигания ацетилена.
При взаимод. C60
с щелочными металлами получены фул-лериды типа K3C60,
к-рый при 18 К переходит в сверхпро-водящее состояние. Т-ра перехода в сверхпроводящее
состояние фуллеридов тяжелых щелочных металлов - Rb и Cs -может достигать 43
К. Получены также продукты присоединения к Ф. галогенов, фосфора, NO2
и др. При гидрировании Ф. C60 последовательно образуются C60H36
и С60Н60 — т. наз. фаззибол..
Лит.: Ke р л Р.Ф.,
Смолли P. Э., "В мире науки", 1991, № 12, с. 14-24; Соколов В.И.,
Станкевич И. В., "Успехи химии", 1993, в. 5, с. 455-70.
С. С. Бердоносов.