c60是什么 c60是石墨烯吗

多年来，人们所熟知的固态碳拥有两种结构形态。一种是呈现紧密结构的金刚石，另一种则是拥有鳞片层状结构的石墨。这两种形态的碳在自然界中各有其独特的存在形式。

在1984年，科学家们发现了一种由60个碳原子组成的分子，被命名为C60。它的构造独特：60个碳原子分布于一个类似足球的球体表面，将相邻的碳原子连接起来，就形成了一个由20个六边形和12个五边形构成的立体结构。

C60分子中的碳原子拥有四个键，其中包括两个单键和一根双键。六边形与五边形的共边为单键，其余则为双键。由于其结构与巴克敏斯特·富勒设计的穹顶相似，因此C60常被称为巴氏球。具有类似结构的物质，如C50、C60、C70等，被统称为富勒烯。这类物质的名字中含“烯”，是因为它们分子内含有类似烯类物质的饱和碳-碳双键。

由于早期人们无法大量制取C60，对巴氏球的研究进展缓慢。在1990年，霍夫曼等人开发出了一种简单的方法来合成和分离出纯净的C60，这引起了科研人员的广泛关注，C60的研究热潮也随之掀起。

目前，制备C60的方法主要有激光蒸发法、电弧法和火焰法。其中，电弧法是一种常用的合成技术。在氨气氛中，通过石墨电极放电的方法可以合成C60原子。当石墨移动电极接近固定石墨电极到适当距离时，放电产生的高温会使石墨蒸发、气化。在水冷却的放电室内部和电极支架上，会沉积含有C60、C70等碳超微颗粒。这些颗粒中，C60的产率受多种因素影响，如石墨电极大小、两电极放电时的距离、惰性气体的种类和压力，以及通过电极的电流大小。

C60晶体具有金属光泽，其苯溶液呈现紫红色。C60分子非常稳定，在进行化学反应时始终保持为一个整体。C60具有抗辐射、耐高压、抗腐蚀的特性。其能带结构与半导体材料相近，能带宽度为1.7电子伏特。纯C60的导电率极低，与绝缘体相近。

X光衍射研究证实了C60的正20面体结构。其中正五边形的边长为1.47埃，不等六边形的一组不相邻边长为1.47埃，另一组不相邻边长为1.38埃。整个球状结构的直径为7.1埃。

巴氏球能够与元素化合，其碱金属化合物具有超导电性，这一特性吸引了众多研究者的目光。自1991年贝尔实验室发现C60和钾的化合物在18K下呈现超导状态以来，C60超导体的研究与应用逐渐成为热点。

C60作为一种具有独特结构和性质的碳分子，无论是在基础研究还是应用领域都展现出巨大的潜力。