Buckminsterfullerène

	Buckminsterfullerène
	Buckminsterfullerène C60
Identification
Nom UICPA	(C60-Ih)[5,6]fullerène
Synonymes	C60, [60]fullerène
No CAS	99685-96-8
No ECHA	100.156.884
PubChem	123591
ChEBI	33128
SMILES
InChI
Apparence	aiguilles cristallines noires
Propriétés chimiques
Formule	C60 [Isomères];
Masse molaire	720,642 ± 0,048 g/mol ; C 100 %,
Diamètre moléculaire	1,002 nm ; (diamètre interne : 0,348 nm )
Propriétés physiques
T° fusion	>280 °C; sublimation à ~ 600 °C
Solubilité	insoluble dans l'eau
Masse volumique	1,65 g·cm-3
Pression de vapeur saturante	0,018 62 mmHg (569,85 °C)
Cristallographie
Système cristallin	cubique face centré
Classe cristalline ou groupe d’espace	(no 225)
Paramètres de maille	= = = 14,041 Å ; α = β = γ = 90,00 ° ; Z = 4
Volume	2 768,18 Å3
Précautions
SGH
	; AttentionH319, H335, P261, P305, P338 et P351
NFPA 704
	1 1 0
	Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
	modifier

Le buckminsterfullerène ou fullerène de Buckminster^[8], parfois également appelé footballène est une molécule sphérique en C₆₀ de la famille des fullerènes C_2n, structures fermées composées de (2n-20)/2 hexagones et de 12 pentagones. C'est la plus petite du groupe, dont les atomes sont aux sommets d'un icosaèdre tronqué, i.e. forment la même structure qu'un ballon de football. C'est également le fullerène le plus fréquent.

Histoire

Découvert en 1985 par Harold Kroto, Robert Curl et Richard Smalley prix Nobel de chimie en 1996, il est nommé ainsi en l'honneur de Richard Buckminster Fuller, architecte américain, inventeur du dôme géodésique.

Structure

Le buckminsterfullerène a une structure fermée composée de 20 hexagones et 12 pentagones, aux sommets desquels se trouvent les atomes de carbone. Chaque pentagone est entouré de cinq hexagones.

Le groupe de symétrie ponctuelle du C₆₀ est 53m en notation de Hermann-Mauguin (I_h en notation de Schoenflies) : tous les atomes de carbone occupent des sites équivalents.

Les liaisons covalentes doubles 6:6 (entre deux hexagones) sont plus courtes que les liaisons simples 6:5 (entre un hexagone et un pentagone) : 0,140 nm pour les liaisons 6:6 et 0,146 nm pour les liaisons 5:6^[9].

Applications

Cette molécule est très utilisée en chimie supramoléculaire^[10] et dans le domaine des nanotechnologies, en particulier comme roues dans la fabrication de nanomachines (nanovoitures, nanodragsters, etc.)^[11].

Le C₆₀ a aussi la propriété rare et remarquable de former, avec le tétrakis(diméthylamino)éthylène, un aimant purement organique en dessous de 16,1 K^[12].

Anecdotiquement, il est possible de manipuler le buckminsterfullerène afin de créer un matériau plus dur que le diamant^[13]. Cela devra toutefois être confirmé par d'autres expériences indépendantes.

Références

↑ (en) H. Tanaka et K. Takeuchi, « Diameter determination of C₆₀ and C₇₀ monomers in the gas phase using a differential mobility analyzer », Applied Physics A: Materials Science & Processing, Springer Berlin / Heidelberg, vol. 80, n^o 4,‎ février 2005, p. 759-761 (ISSN 0947-8396 et 1432-0630, DOI 10.1007/s00339-004-2946-x)
↑ (en) « Physical Properties of Fullerenes », sur sesres.com (consulté le 1^er janvier 2010)
↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
↑ ^{a b c d e et f} (en) « Carbon (fullerene-C₆₀) », sur ull.chemistry.uakron.edu (consulté le 24 octobre 2009)
↑ Eiji Ōsawa, Perspectives of fullerene nanotechnology, 2002, Springer, p. 275. (ISBN 978-0-7923-7174-8), Googlebook, consulté le 26 décembre 2011.
↑ ^{a b et c} (en) « Fullerene C₆₀ », sur www.reciprocalnet.org (consulté le 12 décembre 2009)
↑ SIGMA-ALDRICH
↑ [PDF] « buckminsterfullerène », sur Vocabulaire panlatin de la nanotechnologie.
↑ (en) K. Hedberg, L. Hedberg, D.S. Bethune, C.A. Brown, H.C. Dorn, R.D. Johnson et M. de Vries, « Bond Lengths in Free Molecules of Buckminsterfullerene, C₆₀, from Gas-Phase Electron Diffraction », Science, vol. 254, n^o 5030,‎ 1991, p. 410-412 (DOI 10.1126/science.254.5030.410)
↑ (en) N. Martin et J.-F. Nierengarten, Supramolecular chemistry of fullerenes and carbon nanotubes, Wiley, 2012 (présentation en ligne)
↑ (en) Guillaume Vives, JungHo Kang, Kevin F. Kelly et James M. Tour, « Molecular Machinery: Synthesis of a “Nanodragster” », Org. Lett., vol. 11, n^o 24,‎ 2009, p. 5602–5605 (DOI 10.1021/ol902312m)
↑ (en) Pierre-Marc Allemand, Kishan C. Khemani, Andrew Koch, Fred Wudl, Karoly Holczer, Steven Donovan, George Grüner et Joe D. Thompson, « Organic Molecular Soft Ferromagnetism in a Fullerene C₆₀ », Science, vol. 253, n^o 5017,‎ 1991, p. 301-302 (DOI 10.1126/science.253.5017.301)
↑ « Nouvelle sur le site Futura-Sciences du 22 août 2012 », sur Futura-Sciences, 2012 (consulté le 22 août 2012)