Buckminsterfullerène

Identification
Buckminsterfullerène

Buckminsterfullerène C₆₀
Nom UICPA	(C60-Ih)[5,6]fullerène
Synonymes	C60, [60]fullerène
N^o CAS	99685-96-8
N^o ECHA	100.156.884
PubChem	123591
ChEBI	33128
SMILES	c12c3c4c5c1c6c7c8c2c9c1c3c2c3c4c4c%10c5c5c6c6c7c7c%11c8c9c8c9c1c2c1c2c3c4c3c4c%10c5c5c6c6c7c7c%11c8c8c9c1c1c2c3c2c4c5c6c3c7c8c1c23 PubChem, vue 3D
InChI	Std. InChI : vue 3D InChI=1s/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 Std. InChIKey : XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N
Apparence	aiguilles cristallines noires
Propriétés chimiques
Formule	C₆₀ [Isomères]
Masse molaire^[3]	720,642 ± 0,048 g/mol C 100 %,
Diamètre moléculaire	1,002 nm ^[1] (diamètre interne : 0,348 nm ^[2])
Propriétés physiques
T° fusion	>280 °C^[4] sublimation à ~ 600 °C^[5]
Solubilité	insoluble dans l'eau^[4]
Masse volumique	1,65 g·cm^-3 ^[4]
Pression de vapeur saturante	0,018 62 mmHg (569,85 °C)^[4]
Cristallographie
Système cristallin	cubique face centré
Classe cristalline ou groupe d’espace	(n^o 225) ^[6] cubique Hermann-Mauguin : $F\ 4/m\ {\bar {3}}\ 2/m\,$ Hermann-Mauguin court : $Fm{\bar {3}}m\,$ Schoenflies : $O_{h}^{5}\,$
Paramètres de maille	$a$ = $b$ = $c$ = 14,041 Å α = β = γ = 90,00 ° Z = 4^[6]
Volume	2 768,18 Å³ ^[6]
Précautions
SGH^[7]
Attention H319, H335, P261, P305, P338 et 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.
NFPA 704^[4]
1 1 0

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

↑ (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)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Sources bibliographiques, avec Google scholar
(en) N. S. Sariciftci & al; , Semiconducting polymer-buckminsterfullerene heterojunctions: Diodes, hotodiodes, and photovoltaic cells, - Applied Physics …, 1993

[1] (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)

[sesres-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.

[uakron-4] {a b c d e et f} (en) « Carbon (fullerene-C₆₀) », sur ull.chemistry.uakron.edu (consulté le 24 octobre 2009)

[5] Eiji Ōsawa, Perspectives of fullerene nanotechnology, 2002, Springer, p. 275. (ISBN 978-0-7923-7174-8), Googlebook, consulté le 26 décembre 2011.

[reciprocalnet-6] {a b et c} (en) « Fullerene C₆₀ », sur www.reciprocalnet.org (consulté le 12 décembre 2009)

[7] SIGMA-ALDRICH

[8] [PDF] « buckminsterfullerène », sur Vocabulaire panlatin de la nanotechnologie.

[9] (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)

[10] (en) N. Martin et J.-F. Nierengarten, Supramolecular chemistry of fullerenes and carbon nanotubes, Wiley, 2012 (présentation en ligne)

[11] (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)

[12] (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)

[13] « Nouvelle sur le site Futura-Sciences du 22 août 2012 », sur Futura-Sciences, 2012 (consulté le 22 août 2012)

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