المقدمة:
الفوليرين C60 هو جزيء كربوني كروي يتكون من 60 ذرة كربون، وهو من أكثر الجزيئات الكربونية شيوعًا بعد الجرافيت والماس. اكتشف الفوليرين C60 لأول مرة في عام 1985 على يد هارولد كروتو وريتشارد سمالي وريتشارد كيرل، وحصلوا على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1996 لاكتشافهم هذا.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية:
الشكل: يتخذ الفوليرين C60 شكل كرة مجوفة، قطرها حوالي 0.7 نانومتر.
اللون: الفوليرين C60 مادة سوداء اللون.
الذوبان: لا يذوب الفوليرين C60 في الماء، ولكنه يذوب في المذيبات العضوية مثل البنزين والتولوين.
التوصيل الكهربائي: الفوليرين C60 موصل كهربائي ضعيف.
التوصيل الحراري: الفوليرين C60 موصل حراري جيد.
التطبيقات:
الأجهزة الإلكترونية: يستخدم الفوليرين C60 في صناعة الأجهزة الإلكترونية مثل الخلايا الشمسية والترانزستورات.
الطب: يستخدم الفوليرين C60 في المجال الطبي لعلاج بعض الأمراض مثل السرطان والإيدز.
صناعة السيارات: يستخدم الفوليرين C60 في صناعة السيارات لإنتاج إطارات أكثر متانة ومقاومة للتآكل.
صناعة الفضاء: يستخدم الفوليرين C60 في صناعة الفضاء لإنتاج وقود صاروخي أكثر كفاءة.
التركيب البلوري:
يتبلور الفوليرين C60 في نظام بلوري مكعب الوجهي المركزي (FCC).
تتكون وحدة الخلية البلورية من 4 جزيئات فوليرين C60.
المسافة بين ذرات الكربون في جزيء الفوليرين C60 هي 0.14 نانومتر.
البنية الإلكترونية:
يحتوي الفوليرين C60 على 30 إلكترونًا تكافؤي.
تتشكل روابط بين ذرات الكربون في جزيء الفوليرين C60 عن طريق التهجين sp2.
يحتوي الفوليرين C60 على فجوة نطاق واسعة تبلغ حوالي 1.9 فولت.
التفاعلات الكيميائية:
يمكن للفوليرين C60 أن يتفاعل مع مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية بما في ذلك الهالوجينات والأكسجين والهيدروجين.
يمكن للفوليرين C60 أن يشكل معقدات مع أيونات المعادن.
يمكن للفوليرين C60 أن يخضع لتفاعلات البلمرة.
الاستقرار الحراري:
الفوليرين C60 مستقر حراريًا حتى درجة حرارة حوالي 1000 درجة مئوية.
يتحلل الفوليرين C60 عند درجات حرارة مرتفعة إلى غاز الكربون.
يمكن زيادة الاستقرار الحراري للفوليرين C60 عن طريق تعديله بالمعادن أو المواد العضوية.
الاستنتاج:
الفوليرين C60 هو جزيء كربوني فريد من نوعه يتمتع بخواص فيزيائية وكيميائية استثنائية. وقد أدى اكتشاف الفوليرين C60 إلى ثورة في مجال الكيمياء والفيزياء والمواد، وفتح الباب أمام العديد من التطبيقات المحتملة في مجالات مختلفة مثل الإلكترونيات والطب وصناعة السيارات والفضاء.