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バックミンスターフラーレン
	IUPAC名 (C60-Ih)[5,6]fullerene
	別称 Buckyball; Fullerene-C60; [60]fullerene
識別情報
CAS登録番号	99685-96-8
PubChem	123591
ChemSpider	110185
日化辞番号	J338.730E
	SMILES c12c3c4c5c1c6c7c8c2c9c1c3c2c3c4c4c%10; c5c5c6c6c7c7c%11c8c9c8c9c1c2c1c2c3c4c3c4c%10; c5c5c6c6c7c7c%11c8c8c9c1c1c2c3c2c4c5c6c3c7c8c1c23;
	InChI Key: XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYAU; Key: XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N;
特性
化学式	C60
モル質量	720.64 g mol−1
密度	1.729 g/cm3（5 K、理論値）
融点	1180 ºC
水への溶解度	不溶
構造
結晶構造	面心立方格子（室温）; 単純立方格子（< 249 K）
空間群
格子定数 (a, b, c)	a = 14.041 Å,b = 14.041; Å,c = 14.041 Å
格子定数 (α, β, γ)	α = 90.00°, β = 90.00; °, γ = 90.00°
出典
	結晶構造
	特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

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2011年4月13日 (水) 01:34時点における版

バックミンスターフラーレン（Buckminsterfullerene）は、分子式 C₆₀の球状分子である。1985年に、ライス大学のハロルド・クロトー、ジェームズ・ヒース (en)、ショーン・オブライエン、ロバート・カール、リチャード・スモーリーによって初めて調製された^[4]。クロトー、カール、スモーリーは、バックミンスターフラーレンおよび関連分子（フラーレン類）の発見の業績により1996年のノーベル化学賞を受賞した。この分子の名称は、分子の構造と類似しているジオデシック・ドームを考案したリチャード・バックミンスター・フラーに敬意を表したものである。バックミンスターフラーレンは最初に発見されたフラーレン分子であり、また天然において最も一般的なフラーレン分子である（煤中に少量見いだされる）^[5]^[6]^[7]。C₆₀フラーレン、バッキーボール (Buckyball) よも呼ばれる。

バックミンスターフラーレンは、粒子と波動の二重性が実験的に観測された最大の物体である^[8]。

構造

バックミンスターフラーレンの構造は、20の六角形と12の五角形からなる切頂二十面体であり、それぞれの多角形の頂点は炭素原子、多角形の辺は炭素-炭素結合である。C₆₀分子のファンデルワールス直径は約1.01ナノメートル (nm) である。C₆₀分子の核間距離（炭素骨格の直径）は約0.71 nmである。C₆₀分子には2種類の結合距離がある。6:6環結合（2つの六角形の間）は二重結合と考えることができ、6:6結合（六角形と五角形の間）よりも短い。平均結合距離は1.2オングストローム (Å) である。C₆₀構造中の炭素原子は、それぞれ3つの炭素原子と共有結合している。炭素原子は6個の電子を有していることから、電子構造はu2,4である。安定化するためには、炭素原子は最外殻に8個の電子が必要であり、3つの炭素原子との共有結合では、最外殻の電子は7個にしかならない。このことは、全炭素原子上の結合に関与していない電子が、化合物中の全原子に渡って自由に浮かんでいることを意味している。電子は電荷を持っているため、この自由電子運動はバックミンスターフラーレンが非常によい導電体となることを意味している。このことにより、バックミンスターフラーレンは、その大きさのため、ナノテクノロジーにおいて非常に有用となっている。

脚注

^ ^a ^b 村山英樹 (Jan. 2003). “フラーレン量産技術”. 電子材料: 34-37.
^ Fischer JE, Heiney PA, McGhie AR, Romanow WJ, Denenstein AM, McCauley JP Jr, Smith AB 3rd (1991). “Compressibility of solid C₆₀”. Science 252 (5010): 1288-1290. doi:10.1126/science.252.5010.1288. PMID 17842953.
^ ^a ^b William I. F. David, Richard M. Ibberson, Judy C. Matthewman, Kosmas Prassides, T. John S. Dennis, Jonathan P. Hare, Harold W. Kroto, Roger Taylor & David R. M. Walton (1991). “Crystal structure and bonding of ordered C₆₀”. Nature 353: 147-149. doi:10.1038/353147a0.
^ Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O'Brien, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E. (1985). “C₆₀: Buckminsterfullerene”. Nature 318: 162–163. doi:10.1038/318162a0.
^ Howard JB, McKinnon JT, Makarovsky Y, Lafleur AL, Johnson ME (1991). “Fullerenes C60 and C70 in flames”. Nature 352 (6331): 139-141. doi:10.1038/352139a0. PMID 2067575.
^ Howard JB, Lafleur AL, Makarovsky Y, Mitra S, Pope CJ, Yadav TK (1992). Carbon 30 (8): 1183-1201. doi:10.1016/0008-6223(92)90061-Z.
^ Grieco WJ, Lafleur AL, Swallow KC, Richter H, Taghizadeh K, Howard JB (1998). Proc. Combust. Inst. 27: 1669.
^ Arndt M, Nairz O, Vos-Andreae J, Keller C, van der Zouw G, Zeilinger A (1999). “Wave-particle duality of C₆₀ molecules”. Nature 401 (6754): 680-682. doi:10.1038/44348. PMID 18494170.

外部リンク

佐藤健太郎 (2001年2月20日). “サッカーボール分子・バックミンスターフラーレン”. 有機化学美術館. 2011年4月11日閲覧。
ウィキメディア・コモンズには、バックミンスターフラーレンに関するカテゴリがあります。

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[murayama-1] 村山英樹 (Jan. 2003). “フラーレン量産技術”. 電子材料: 34-37.

[2] Fischer JE, Heiney PA, McGhie AR, Romanow WJ, Denenstein AM, McCauley JP Jr, Smith AB 3rd (1991). “Compressibility of solid C₆₀”. Science 252 (5010): 1288-1290. doi:10.1126/science.252.5010.1288. PMID 17842953.

[william-3] William I. F. David, Richard M. Ibberson, Judy C. Matthewman, Kosmas Prassides, T. John S. Dennis, Jonathan P. Hare, Harold W. Kroto, Roger Taylor & David R. M. Walton (1991). “Crystal structure and bonding of ordered C₆₀”. Nature 353: 147-149. doi:10.1038/353147a0.

[4] Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O'Brien, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E. (1985). “C₆₀: Buckminsterfullerene”. Nature 318: 162–163. doi:10.1038/318162a0.

[5] Howard JB, McKinnon JT, Makarovsky Y, Lafleur AL, Johnson ME (1991). “Fullerenes C60 and C70 in flames”. Nature 352 (6331): 139-141. doi:10.1038/352139a0. PMID 2067575.

[6] Howard JB, Lafleur AL, Makarovsky Y, Mitra S, Pope CJ, Yadav TK (1992). Carbon 30 (8): 1183-1201. doi:10.1016/0008-6223(92)90061-Z.

[7] Grieco WJ, Lafleur AL, Swallow KC, Richter H, Taghizadeh K, Howard JB (1998). Proc. Combust. Inst. 27: 1669.

[8] Arndt M, Nairz O, Vos-Andreae J, Keller C, van der Zouw G, Zeilinger A (1999). “Wave-particle duality of C₆₀ molecules”. Nature 401 (6754): 680-682. doi:10.1038/44348. PMID 18494170.

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-[[ファイル:Fullerene-in-benzene.png|thumb|バックミンスターフラーレンの[[ベンゼン]]溶液]]
-'''バックミンスターフラーレン'''（Buckminsterfullerene）は、[[分子式]][[炭素|C]]<sub>60</sub>の球状[[分子]]である。
-年に、[[ライス大学]]の[[ハロルド・クロトー]]、ジェームズ・ヒース ([[:en:James R. Heath|en]])、ショーン・オブライエン、[[ロバート・カール]]、[[リチャード・スモーリー]]によって初めて調製された<ref>{{cite journal |author= Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O'Brien, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E. |year = 1985 |title = C<sub>60</sub>: Buckminsterfullerene |journal = [[ネイチャー|Nature]] |volume = 318 | pages = 162–163 |doi = 10.1038/318162a0}}</ref>。クロトー、カール、スモーリーは、バックミンスターフラーレンおよび関連分子（[[フラーレン]]類）の発見の業績により1996年の[[ノーベル化学賞]]を受賞した。この分子の名称は、分子の構造と類似している[[ジオデシック・ドーム]]を考案した[[バックミンスター・フラー|リチャード・バックミンスター・フラー]]に敬意を表したものである。バックミンスターフラーレンは最初に発見されたフラーレン分子であり、また天然において最も一般的なフラーレン分子である（[[すす|煤]]中に少量見いだされる）<ref>{{cite journal|journal=Nature|year= 1991|volume=352|issue= 6331|pages=139-141|title=Fullerenes C60 and C70 in flames|author=Howard JB, McKinnon JT, Makarovsky Y, Lafleur AL, Johnson ME|pmid=2067575 |doi =10.1038/352139a0}}</ref><ref>{{cite journal|author=Howard JB, Lafleur AL, Makarovsky Y, Mitra S, Pope CJ, Yadav TK|Fullerenes synthesis in combustion|journal=Carbon|volume= 30|issue= 8|year= 1992|pages= 1183-1201|doi=10.1016/0008-6223(92)90061-Z }}</ref><ref>{{cite journal|author=Grieco WJ, Lafleur AL, Swallow KC, Richter H, Taghizadeh K, Howard JB|journal= Proc. Combust. Inst.|year= 1998|volume=27|pages=1669}}</ref>。
 バックミンスターフラーレンは、[[粒子と波動の二重性]]が実験的に観測された最大の物体である<ref>{{cite journal|journal=Nature|year= 1999|volume=401|issue=6754|pages=680-682|title=Wave-particle duality of C<sub>60</sub> molecules|author=Arndt M, Nairz O, Vos-Andreae J, Keller C, van der Zouw G, Zeilinger A|pmid=18494170| doi =10.1038/44348}}</ref>。
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 == 構造 ==
 バックミンスターフラーレンの構造は、20の[[六角形]]と12の[[五角形]]からなる[[切頂二十面体]]であり、それぞれの多角形の頂点は[[炭素]][[原子]]、多角形の辺は[[炭素-炭素結合]]である。C<sub>60</sub>分子の[[ファンデルワールス半径|ファンデルワールス直径]]は約1.01[[ナノメートル]] (nm) である。C<sub>60</sub>分子の核間距離（炭素骨格の直径）は約0.71&nbsp;nmである。C<sub>60</sub>分子には2種類の結合距離がある。6:6環結合（2つの六角形の間）は[[二重結合]]と考えることができ、6:6結合（六角形と五角形の間）よりも短い。平均結合距離は1.2[[オングストローム]] (Å) である。C<sub>60</sub>構造中の炭素原子は、それぞれ3つの炭素原子と[[共有結合]]している。炭素原子は6個の[[電子]]を有していることから、電子構造はu2,4である。安定化するためには、炭素原子は[[電子配置|最外殻]]に8個の電子が必要であり、3つの炭素原子との共有結合では、最外殻の電子は7個にしかならない。このことは、全炭素原子上の結合に関与していない電子が、化合物中の全原子に渡って自由に浮かんでいることを意味している。電子は[[電荷]]を持っているため、この自由電子運動はバックミンスターフラーレンが非常によい[[導電体]]となることを意味している。このことにより、バックミンスターフラーレンは、その大きさのため、[[ナノテクノロジー]]において非常に有用となっている。
+[[ファイル:Fullerene-in-benzene.png|thumb|left|バックミンスターフラーレンの[[ベンゼン]]溶液]]
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 ==脚注==
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表話編歴炭素の同素体
sp³型	ダイヤモンド（立方晶）ロンズデーライト（六方晶ダイヤモンド）
sp²型	グラファイトグラフェンフラーレン類 C₆₀バックミンスターフラーレン C₇₀ フラーレンウィスカーカーボンナノチューブカーボンナノホーンカーボンナノバッドカーボンナノスクロール（英語版）ガラス状炭素
sp型	直鎖アセチレン性炭素シクロ[18]炭素
sp³/sp²混合型	無定形炭素カーボンナノフォームカーバイド誘導炭素（英語版） Qカーボン
その他	C₁ C₂ C₃ C_{8(プリズマンC8)}
仮説上	チャオ石 C₃ C₆ ヘッケライト cubic carbon（英語版）金属炭素（英語版）ペンタグラフェン（英語版）
関連物質	活性炭カーボンブラック木炭炭素繊維カーボンナノファイバー（英語版）ダイヤモンド・ナノロッド凝集体ブルーカーボン
関連項目	ナノグラフェンナノシートナノマテリアルナノテクノロジー炭素繊維協会日本化学繊維協会