碳60是什么？它有什么用？能做什么？物理性质是什么？化学性质呢？

碳60是一种由60个碳原子构成的分子，形似足球，又名足球烯。

用途：具有特殊的化学活性，能进行加成反应而生成各种衍生物。

C₆₀物理性质：

在室温下为紫红色固态分子晶体，有微弱荧光。分子的直径约为7.1埃（1埃= 10⁻¹º米，即一百亿分之一米）,密度为1.68g/cm3。分子轨道计算表明，足球烯具有较大的离域能。具有金属光泽，有许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀。

C₆₀化学性质：

会发生周环反应、加氢还原、羟基反应、开孔反应、氧化还原、加成反应、金属反应、颜色反应等一系列化学反应。

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。

扩展资料：

研发历程：

1971年，大泽映二发表《芳香性》一书，其中描述了C₆₀分子的设想。

1980年，饭岛澄男在分析碳膜的透射电子显微镜图时发现同心圆结构，就像切开的洋葱，这是C₆₀的第一个电子显微镜图。 1983年，克罗托蒸发石墨棒产生的碳灰的紫外可见光谱中发现215nm和265nm的吸收峰，他们称之为“驼峰”，他们推断出这是富勒烯产生的。

1984年，富勒烯的第一个光谱证据是在1984年由美国新泽西州的艾克森实验室的罗芬等人发现的，但是他们不认为这是C₆₀等团簇产生的。

1985年，英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托博士和美国科学家理查德·斯莫利等人在氦气流中以激光汽化蒸发石墨实验中首次制得由60个碳组成的碳原子簇结构分子C₆₀，并推测这个团簇是球状结构。

1990年，克利斯莫（Kriischmer）等人第一次报道了大量合成C₆₀的方法，才使得C₆₀的研究得以大量展开。

参考资料来源：百度百科——碳60

C60在室温下为紫红色固态分子晶体，有微弱荧光。C60分子的直径约为7.1埃（1埃= 10-10米，即一百亿分之一米），C60的密度为1.68g/cm3。

导电性，C60常态下不导电。因为C60大得可以将其他原子放进它内部，并影响其物理性质，因而不可导电。另外，由于C60有大量游离电子，所以若把可作β衰变的放射性元素困在其内部，其半衰期可能会因此受到影响。

超导性，在可以大量生产C60后其很多性质被发现，很快Haddon等人 发现碱金属掺杂的C60有金属行为，1991年发现钾掺杂的C60在18K时有超导行为，这是迄今最高的分子超导温度，之后大量的金属掺杂富勒烯的超导性质被发现。研究表明超导转化温度随着碱金属掺杂富勒烯的晶胞体积而升高。

磁性，阿勒曼(Allemand）等人在C60的甲苯溶液中加入过量的强供电子有机物四（二甲氨基）乙烯（TDAE），得到了C60(TDAE)C0.86的黑色微晶沉淀，经磁性研究后表明是一种不含金属的软铁磁性材料。

C60与金属的反应分为两种情况：一种是金属被置于C60碳笼的内部；另一种是金属位于C60碳笼的外部：

1、C60碳笼内配合物生成反应。C60碳笼为封闭的中空的多面体结构，其内腔直径为7.1埃，内部可嵌入原子、离子或小分子形成新的团簇分子，C60 + AC60(A）。Smalley等人现已发现能与C60生成C60(A）的金属有：K、Na、Cs、La、Ba、Sr、U、Y、Ce、Sm、Eu、Gd、Tb、Ho、Th等。除金属外，He、Ne等惰性气体及LiF、LiCl、NaCl等极性分子亦可移置C60笼中。

2、C60碳笼外键合反应。Ohno等人发现能与C60键合的金属有：V、Fe、Co、Ni、Rh、Cu、La、Yb、Ag等。

化学性质：

颜色反应，C60可以溶于CS2中。颜色呈紫红色。

C60的主客体化学，由于C60分子独特的刚性球状结构，发展能够与其高效结合的特定主体是一件很有意义的工作，二十多年来科学家们乐此不疲地用新奇的化合物和有趣的方式将其包起来得到包含物和嵌合物，在富勒烯的主客体化学方面进行了大量的研究并取得了长足的进展。

发展了一系列主体化合物，大致分为富π电子化合物和大环主体两类；前者有二茂铁、卟啉、酞菁、四硫富瓦烯、苝、碗烯和带状多共轭体系等的衍生物，后者有环糊精、杯芳烃、氮杂杯芳烃，长链烷烃和低聚物等的衍生物。迄今与富勒烯分子超分子结合力最强的是相田卓三教授合成的卟啉笼分子，在邻二氯苯中与C60的结合常数为lgKa = 8.11。

C60衍生物超分子的自组装，修饰富勒烯可以获得更多的作用位点，因此富勒烯衍生物的超分子自组装的研究一直是个热点，远远多于不修饰的富勒烯的组装，特别是在基于富勒烯的功能材料、光致电子转移、人工光合作用体系、光子器件等诸多的研究领域。

C60及其衍生物的有序聚集态的制备方法，富勒烯功能化后产生的自组装前体，通过超分子作用形成有序聚集态结构，既是提高对富勒烯本征认识以及单分子器件构筑水平，也是对富勒烯高新技术功能化材料的需要。

十多年来，中国内外很多研究组已经在获得稳定的C60纳米材料如纳米颗粒、纳米管、纳米线、纳米带和高度有序二维结构等方面进行了大量的研究，发展了经典自组装法、模板法、气相沉积法，化学吸附和LB膜技术等方法来构筑具有特定形貌的有机纳米材料。

扩展资料：

C60的用途：

由于C60分子中存在的三维高度非定域电子共轭结构使得它具有良好的光学及非线性光学性能。如它的光学限制性在实际应用中可作为光学限幅器。C60还具有较大的非线性光学系数和高稳定性等特点，使其作为新型非线性光学材料具有重要的研究价值，有望在光计算、光记忆、光信号处理及控制等方面有所应用。

还有人研究了C60化合物的倍频响应及荧光现象，基于C60光电导性能的光电开关和光学玻璃已研制成功。C60与花生酸混合制得的C60－花生酸多层LB膜具有光学累积和记录效应。

光限制性也对于保护眼睛具有重要意义：因为在增加入射光的强度时，C60会使光学材料的传输性能降低。以C60的光学限制性为基础，可研制出光限制产品，它只允许在敏化阈值以下（即对眼的危险阈值以下）的光通过，这样就起到了保护人眼免受强光损伤的作用。

由于C60特殊笼形结构及功能，将C60作为新型功能基团引入高分子体系，得到具有优异导电、光学性质的新型功能高分子材料。从原则上讲，C60可以引人高分子的主链、侧链或与其它高分子进行共混，Nagashima等人报导了首例C60的有机高分子C60Pdn并从实验和理论上研究了它具有的催化二苯乙炔加氢的性能。

Y.Wany报道C60/C70的混和物渗入发光高分子材料聚乙烯咔唑（pvk）中，得到新型高分子光电导体，其光导性能可与某些最好的光导材料相媲美。这种光电导材料在静电复印、静电成像以及光探测等技术中有广泛应用。

参考资料来源：百度百科-C60

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