Buckminsterfullerène

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Buckminsterfullerène
Buckminsterfullerène C60
Général
No CAS	99685-96-8
SMILES	c12c3c4c5c6c7c8c9c%10c%11c%12c%13c(c5c7%11)c3c3c5c2c2c7c%11c%14c%15c%16c%17c(c6c%16c4c1c7%15)c8c1c9c4c6c7c8c9c(c5c2c2c%11c5c(c92)c7c4c2c5c%14c%17c12)c(c8c%12c%106)c%133 PubChem, Vue 3D
InChI	InChI : Vue 3D InChI=1/C60/c1-2-5-6-3(1)8-12-10-4(1)9-11-7(2)17-21-13(5)23-24-14(6)22-18(8)28-20(12)30-26-16(10)15(9)25-29-19(11)27(17)37-41-31(21)33(23)43-44-34(24)32(22)42-38(28)48-40(30)46-36(26)35(25)45-39(29)47(37)55-49(41)51(43)57-52(44)50(42)56(48)59-54(46)53(45)58(55)60(57)59
Propriétés chimiques
Formule brute	C60  [Isomères]
Masse molaire[3]	720,642 ± 0,048 g·mol-1 C 100 %,
Diamètre moléculaire	1,002 nm [1] (diamètre interne : 0,348 nm [2])
Propriétés physiques
T° fusion	>280 °C[4]
Solubilité	Insoluble dans l'eau[4]
Masse volumique	1,65 g·cm-3 [4]
Pression de vapeur saturante	0,01862 mmHg (569,85 °C)[4]
Cristallographie
Système cristallin	cubique
Classe cristalline ou groupe d’espace	Pa3 [5]
Paramètres de maille	a = b = c = 14,041 Å α = β = γ = 90,00 ° Z = 4[5]
Volume	2 768,18 Å3 [5]
Densité théorique	1,729 [5]
Précautions
Directive 67/548/EEC[4]
Xi
Symboles : Xi : Irritant Phrases R : R36/37 : Irritant pour les yeux et les voies respiratoires. Phrases S : S26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste. S36 : Porter un vêtement de protection approprié.
Phrases R : 36/37,
Phrases S : 26, 36,
NFPA 704[4]
1 1 0
SGH[6]
Attention H319, H335, P261, P305, P338, P351, H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H335 : Peut irriter les voies respiratoires P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P305 : EN CAS DE CONTACT AVEC LES YEUX: P338 : Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer. P351 : Rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes.
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le buckminsterfullerène, 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.

Découvert par Harold Kroto, Robert Curl et Richard Smalley, prix Nobel de chimie en 1996, il est nommé ainsi en l'honneur de 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^[7].

Applications

Cette molécule est très utilisée en nanotechnologies, en particulier comme roues dans la fabrication de nanomachines (nanovoitures, nanodragsters, etc.)^[8].

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^[9].

Articles connexes

• Buckypaper

Notes et références

1. ↑ (en) H. Tanaka et K. Takeuchi, « Diameter determination of C₆₀ and C₇₀ monomers in the gas phase using a differential mobility analyzer », dans 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) [lien DOI] 
2. ↑ (en) Physical Properties of Fullerenes sur sesres.com. Consulté le 1^er janvier 2010
3. ↑ Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk.
4. ↑ ^{a, b, c, d, e et f} (en) Carbon (fullerene-C₆₀) sur ull.chemistry.uakron.edu. Consulté le 24 octobre 2009
5. ↑ ^{a, b, c et d} (en) Fullerene C₆₀ sur www.reciprocalnet.org. Consulté le 12 décembre 2009
6. ↑ SIGMA-ALDRICH
7. ↑ (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 », dans Science, vol. 254, n^o 5030, 1991, p. 410-412 [lien DOI] 
8. ↑ (en) Guillaume Vives, JungHo Kang, Kevin F. Kelly et James M. Tour, « Molecular Machinery: Synthesis of a “Nanodragster” », dans Org. Lett., vol. 11, n^o 24, 2009, p. 5602–5605 [lien DOI] 
9. ↑ (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 », dans Science, vol. 253, n^o 5017, 1991, p. 301-302 [lien DOI]