Fullerène C70

Modèle:Infobox Chimie Le fullerène Modèle:Fchim est une substance de type fullerène dont les molécules sont constituées de Modèle:Unité de carbone. Ceux-ci forment une cage dont la surface en forme d'ellipsoïde est matérialisée par Modèle:Unité et Modèle:Unité, chaque sommet de cette structure étant occupé par un atome de carbone et chaque côté par une liaison chimique. L'ensemble forme une structure semblable à celle du buckminsterfullerène, ou fullerène Modèle:Fchim, emblématique de cette famille de molécules. La synthèse en 1985 de ces variétés allotropiques du carbone a valu à ses auteurs le prix Nobel de chimie 1996.

La molécule Modèle:Fchim a une symétrie Modèle:Fchim avec Modèle:Unité (Modèle:Unité et Modèle:Unité), soit une structure semblable à celle du buckminsterfullerène, qui est sphérique, mais avec une ceinture de Modèle:Unité supplémentaires insérée à l'équateur, donnant au Modèle:Fchim une forme plus allongée. Les liaisons carbone-carbone peuvent avoir huit longueurs différentes dans la molécule, allant de Modèle:Unité/2 à Modèle:Unité/2. Chaque atome de la structure est lié par covalence à trois atomes.

[[Fichier:Fullerene C70.png|centre|vignette|Les dix atomes en rouge indiquent les cinq hexagones supplémentaires du Modèle:Fchim par rapport au [[Buckminsterfullerène|Modèle:Fchim]].]]

Propriétés

Le Modèle:Fchim peut subir six réductions successives conduisant à l'anion Modèle:FchimModèle:Exp de manière réversible, l'oxydation étant, quant à elle, irréversible. La première réduction requiert une tension de Modèle:Unité/2 (Fc/FcModèle:Exp), ce qui fait du Modèle:Fchim un accepteur d'électron.

Les fullerènes sont faiblement solubles dans de nombreux solvants aromatiques tels que le toluène, ainsi que dans des solvants tels que le disulfure de carbone Modèle:Fchim, mais n'est pas soluble dans l'eau. Les solutions de Modèle:Fchim sont de couleur brun rougeâtre. Il est possible de faire croître des cristaux de Modèle:Fchim de quelques millimètres à partir d'une solution.

Le Modèle:Fchim forme un solide cristallisé brunâtre. Il s'agit d'un semiconducteur de type n (accepteur d'électron) présentant une largeur de bande interdite de Modèle:Unité/2 et dont la conductivité résulterait de la diffusion d'oxygène atmosphérique à l'intérieur du matériau. Le motif élémentaire du Modèle:Fchim cristallisé sous forme cubique à faces centrées contient quatre sites octaédriques et douze sites tétraédriques vides suffisamment grands pour loger des impuretés. Lorsque des éléments donneurs d'électrons tels que des métaux alcalins sont introduits dans ces cavités, le Modèle:Fchim acquiert une conductivité pouvant atteindre de l'ordre de Modèle:Unité/2.

Sous forme solide, les molécules Modèle:Fchim sont maintenues ensemble par des forces de van der Waals et cristallisent à température ambiante dans les systèmes monoclinique, hexagonal, rhomboédrique et cubique à faces centrées. Cette dernière est stable aux températures supérieures à Modèle:Tmp. On explique cela par le fait que le système cubique à faces centrées est favorisé lorsque la symétrie générale dépend de l'orientation relative des molécules Modèle:Fchim, tandis que le système monoclinique, qui est le moins symétrique, s'observe lorsque l'orientation des molécules est bloquée par une température trop faible ou par une déformation. La rotation partielle le long d'un axe de symétrie des molécules conduit aux symétries hexagonales ou rhomboédriques, qui donnent une structure cubique lorsque les molécules peuvent tourner librementModèle:,.

La présence de fullerène Modèle:Fchim ainsi que de buckminsterfullerène a été détectée dans une nébuleuse planétaire en 2010, faisant de cette molécule la plus grosse alors détectée dans l'espace.