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《金剛石與磨料磨具工程》2003 年第 2 期1 C60 的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與應(yīng)用的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與應(yīng)用 STRUCTURE，CHARACTERISTICS AND APPLICATION OF C60 王光祖 1 華麗 2 李斌 2 (1. 鄭州磨料磨具磨削研究所 鄭州 450007) (2. 鄭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校 鄭州 450006) 摘要：C60 是金剛石的同素異形體。1985 年 C60 的發(fā)現(xiàn)是對(duì)碳認(rèn)識(shí)的新階段，10 多年來(lái)已經(jīng)廣泛地影響材料、生命、醫(yī)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域，顯示很大的潛在應(yīng)用前景。本文就 C60的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與應(yīng)用做一概述。 關(guān)鍵詞：C60；結(jié)構(gòu)；性質(zhì) 中圖分類(lèi)號(hào)：TQ127.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B Abstract: C60 is an allotrope of diamond. Since the finding of C60 in 1985, it has got tremendous influence in sciencific regions such as materials, life science, medical etc, and showed a promising future. In this paper, an sammerization was given on the structure, characteristics and application of C60. 1 C60 的結(jié)構(gòu) C60 的發(fā)現(xiàn)源自于對(duì)星際空間存在的碳原子族的光譜研究，并依據(jù)實(shí)驗(yàn)室中得到的以C60/C70 為主的碳原子質(zhì)譜圖提出了 C60 分子的籠狀分子結(jié)構(gòu)［1c60構(gòu)成的物質(zhì)，2］ ，如圖 1 所示。

60 個(gè)碳原子組成 20 個(gè)六元環(huán)和 12 個(gè)五元環(huán)乙醇檢測(cè)儀，共 60 個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成，屬于 m35(Ih)點(diǎn)群，所有碳原子是等價(jià)的， 其中六元環(huán)的每個(gè)碳原子與其它的碳原子的雙鍵結(jié)合形成類(lèi)似的苯環(huán)的結(jié)構(gòu)。 由于 C60 呈球形， C60 的σ 鍵不同于石墨中的 SP2 雜化σ 鍵和金剛石 SP3 雜化鍵， 在球形 C60中兩個(gè)σ 鍵間夾角為 106° ，σ 鍵和π 鍵夾角為 101.64° ，分子的半徑約為 0.335nm。13C核磁共振(NMR)研究揭示出， C60 分子在固體中處于一種熱力學(xué)無(wú)序態(tài)， 并是各向異性的 ［1，2］ 。 C60 晶體在室溫下為面心立方(fcc)結(jié)構(gòu)，即一個(gè)足球狀的 C60 分子占據(jù) fcc 的一個(gè)晶格位置，其晶格常數(shù)a=1.417nm。但人們對(duì) C60 晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性還知之甚少。為此c60構(gòu)成的物質(zhì)，徐斜明等［3］對(duì) C60 晶體在輻照下的晶體結(jié)構(gòu)變化做了研究，提出，由于電子輻射(加速電壓大于等于100kV)提供了足夠大的能量去破壞C60晶體中C60分子間的作用鍵，從而導(dǎo)致了 C60 晶體的 fcc 結(jié)構(gòu)，最后僅剩下 C60 分子無(wú)規(guī)則的排列。與此對(duì)應(yīng)，C60 晶體的fcc 衍射斑點(diǎn)將隨著電子輻照而漸漸消失。

C60 分子的自旋特性是其有代表性的特點(diǎn)之一。在 290K 溫度下和 0—0.6GPa 流體靜壓力范圍內(nèi)，觀察到在 0.176GPa 壓力下 C60 單晶的電導(dǎo)發(fā)生一個(gè)大的跳躍。而在整個(gè)壓力范圍內(nèi)，電導(dǎo)隨壓力的增加而增加c60構(gòu)成的物質(zhì)，但 C60 單晶在簡(jiǎn)立方相(SC)的電導(dǎo)比 fcc 電導(dǎo)隨壓力增加得更快［4］ 。 理論計(jì)算表明［5］氨氣檢測(cè)儀，C6...