《金剛石與磨料磨具工程》2003 年第 2 期1 C60 的結構、性質與應用的結構、性質與應用 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. 鄭州工業高等專科學校 鄭州 450006) 摘要：C60 是金剛石的同素異形體。1985 年 C60 的發現是對碳認識的新階段，10 多年來已經廣泛地影響材料、生命、醫學等科學領域，顯示很大的潛在應用前景。本文就 C60的結構、性質與應用做一概述。 關鍵詞：C60；結構；性質 中圖分類號：TQ127.1+1 文獻標識碼：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 的結構 C60 的發現源自于對星際空間存在的碳原子族的光譜研究，并依據實驗室中得到的以C60/C70 為主的碳原子質譜圖提出了 C60 分子的籠狀分子結構［1c60構成的物質，2］ ，如圖 1 所示。
60 個碳原子組成 20 個六元環和 12 個五元環乙醇檢測儀，共 60 個頂點構成，屬于 m35(Ih)點群，所有碳原子是等價的， 其中六元環的每個碳原子與其它的碳原子的雙鍵結合形成類似的苯環的結構。 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無序態， 并是各向異性的 ［1，2］ 。 C60 晶體在室溫下為面心立方(fcc)結構，即一個足球狀的 C60 分子占據 fcc 的一個晶格位置，其晶格常數a=1.417nm。但人們對 C60 晶體結構的穩定性還知之甚少。為此c60構成的物質，徐斜明等［3］對 C60 晶體在輻照下的晶體結構變化做了研究，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，從而導致了 C60 晶體的 fcc 結構，最后僅剩下 C60 分子無規則的排列。與此對應，C60 晶體的fcc 衍射斑點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之一。在 290K 溫度下和 0—0.6GPa 流體靜壓力范圍內，觀察到在 0.176GPa 壓力下 C60 單晶的電導發生一個大的跳躍。而在整個壓力范圍內，電導隨壓力的增加而增加c60構成的物質，但 C60 單晶在簡立方相(SC)的電導比 fcc 電導隨壓力增加得更快［4］ 。 理論計算表明［5］氨氣檢測儀，C6...
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