Das Fulleren (C₆₀)

Das Fulleren (C₆₀)

Ein kristallines Allotrop des Kohlenstoffes, das Ende der 1980er Jahre entdeckt wurde.

Chemie

Schlagwörter

Fullerenmolekül, Fullerene, allotropische Modifikation, allotropische, Nobelpreis, Chemie

Verwandte Extras

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Fulleren (C₆₀)

Eigenschaften

Die Existenz der Fullerene wurde 1985 von Harold Kroto, Robert Curl und Richard Smalley nachgewiesen. 1996 erhielten sie für die Entdeckung des C₆₀ Moleküls den Nobelpreis für Chemie. Die Fullerene bestehen aus, sich mit all ihren Seiten anordnenden, pentagonalen und hexagonalen Kohlenstoffringen.
Ihren Namen haben sie zu Ehren des Philosophen und Architekten Richard Buckminster Fuller erhalten, der 1967 für die Expo in Montreal eine, in ihrer Struktur dem C₆₀-Fullerenmolekül ähnelnde, Kuppelkonstruktion aufbaute.

Das C₆₀ ist eins der bekanntesten Fullerene, es besteht aus 20 Sechsecken und 12 Fünfecken. In seiner Struktur gleicht es einem Fußball und ist unter den Fullerenen dank seiner Struktur eins der stabilsten. Die dünne Filmschicht des C₆₀ ist senfgelb, in großer Menge ist es aber dunkelbraun. Die Fluorierung des Fullerenmoleküls findet bei 70 °C nur langsam, durch zahlreiche farbige, nur teilweise fluorisierte Zwischenprodukte, statt. Es gibt Fullerene mit kleineren und auch welche mit größeren Kohlenstoffatomzahlen, diese sind jedoch weniger stabil als das C₆₀-Fullerenmolekül.

Vorkommen, Herstellung

Die Fullerene können mit mehreren Verfahren hergestellt werden. Eine Möglichkeit ist es, aromatische Kohlenwasserstoffe zu verbrennen und die Fullerene aus dem sich bildenden Ruß zu extrahieren. Des weiteren können die Fullerenmoleküle durch einen Lichtbogen zwischen Grafitelektroden bzw. durch die Anwendung von Radiofrequenzplasma gewonnen werden. Die Fullerene C₆₀ und C₇₀ wurden auch in einigen natürlichen Mineralen nachgewiesen.

Verwendung

Die Fullerene werden eingesetzt um Schichten zu gewinnen, deren Härte der der Diamanten gleicht. Sie werden des weiteren in der Erdölraffinerie als Katalysatoren verwendet. Auch in der Medizin finden Fullerene Gebrauch, zum Beispiel als MRT-Kontrastmittel. Eine wichtige Eigenschaft der Fullerene ist, dass sie mit Metallionen zusammen Supraleiter bilden. Der Preis der C₆₀-Fullerenmoleküle ist in den vergangenen Jahren um ein vielfaches gesunken, aber auch heute noch gelten die Fullerene als extrem teuer, was ihre Verwendbarkeit deutlich einschränkt.

Kalotten-Modell

Fulleren (C₆₀)

Eigenschaften

Die Existenz der Fullerene wurde 1985 von Harold Kroto, Robert Curl und Richard Smalley nachgewiesen. 1996 erhielten sie für die Entdeckung des C₆₀ Moleküls den Nobelpreis für Chemie. Die Fullerene bestehen aus, sich mit all ihren Seiten anordnenden, pentagonalen und hexagonalen Kohlenstoffringen.
Ihren Namen haben sie zu Ehren des Philosophen und Architekten Richard Buckminster Fuller erhalten, der 1967 für die Expo in Montreal eine, in ihrer Struktur dem C₆₀-Fullerenmolekül ähnelnde, Kuppelkonstruktion aufbaute.

Das C₆₀ ist eins der bekanntesten Fullerene, es besteht aus 20 Sechsecken und 12 Fünfecken. In seiner Struktur gleicht es einem Fußball und ist unter den Fullerenen dank seiner Struktur eins der stabilsten. Die dünne Filmschicht des C₆₀ ist senfgelb, in großer Menge ist es aber dunkelbraun. Die Fluorierung des Fullerenmoleküls findet bei 70 °C nur langsam, durch zahlreiche farbige, nur teilweise fluorisierte Zwischenprodukte, statt. Es gibt Fullerene mit kleineren und auch welche mit größeren Kohlenstoffatomzahlen, diese sind jedoch weniger stabil als das C₆₀-Fullerenmolekül.

Vorkommen, Herstellung

Die Fullerene können mit mehreren Verfahren hergestellt werden. Eine Möglichkeit ist es, aromatische Kohlenwasserstoffe zu verbrennen und die Fullerene aus dem sich bildenden Ruß zu extrahieren. Des weiteren können die Fullerenmoleküle durch einen Lichtbogen zwischen Grafitelektroden bzw. durch die Anwendung von Radiofrequenzplasma gewonnen werden. Die Fullerene C₆₀ und C₇₀ wurden auch in einigen natürlichen Mineralen nachgewiesen.

Verwendung

Die Fullerene werden eingesetzt um Schichten zu gewinnen, deren Härte der der Diamanten gleicht. Sie werden des weiteren in der Erdölraffinerie als Katalysatoren verwendet. Auch in der Medizin finden Fullerene Gebrauch, zum Beispiel als MRT-Kontrastmittel. Eine wichtige Eigenschaft der Fullerene ist, dass sie mit Metallionen zusammen Supraleiter bilden. Der Preis der C₆₀-Fullerenmoleküle ist in den vergangenen Jahren um ein vielfaches gesunken, aber auch heute noch gelten die Fullerene als extrem teuer, was ihre Verwendbarkeit deutlich einschränkt.

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