| Fullerène C70 | |
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| Structure du fullerène C70 | |
| Identification | |
|---|---|
| No CAS | 115383-22-7 |
| NoECHA | 100.162.223 |
| PubChem | 16131935 |
| ChEBI | 33195 |
| SMILES | |
| InChI | Std. InChI :vue 3D InChI=1S/C70/c1-2-22-5-6-24-13-14-26-11-9-23-4-3(21(1)51-52(22)54(24)55(26)53(23)51)33-31(1)61-35-7-8-27-15-16-29-19-20-30-18-17-28-12-10(25(7)56-57(27)59(29)60(30)58(28)56)37(35)63(33)65-36(4)40(9)67(44(17)42(12)65)69-46(11)47(14)70(50(20)49(18)69)68-43(13)39(6)66(45(16)48(19)68)64-34(5)32(2)62(61)38(8)41(15)64 Std. InChIKey : ATLMFJTZZPOKLC-UHFFFAOYSA-N |
| Apparence | Cristaux noirs en forme d'aiguilles |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | C70 [Isomères] |
| Masse molaire[1] | 840,749 ± 0,056 g/mol C 100 %, |
| Propriétés physiques | |
| Solubilité | insoluble dans l'eau |
| Masse volumique | 1,7 g·cm-3 |
| Propriétés électroniques | |
| Largeur de bande interdite | 1,77 eV[2] |
| Précautions | |
| SGH[3] | |
 Attention H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H335 : Peut irriter les voies respiratoires P261 : Éviter de respirer les poussières/fumées/gaz/brouillards/vapeurs/aérosols. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer. | |
| Unités duSI etCNTP, sauf indication contraire. | |
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Lefullerène C70 est une substance de typefullerène dont lesmolécules sont constituées de 70 atomes decarbone. Ceux-ci forment une cage dont la surface en forme d'ellipsoïde est matérialisée par 25 hexagones et 12 pentagones, chaque sommet de cette structure étant occupé par un atome de carbone et chaque côté par uneliaison chimique. L'ensemble forme une structure semblable à celle dubuckminsterfullerène, ou fullerène 60, emblématique de cette famille de molécules. La synthèse en 1985 de cesvariétés allotropiques du carbone a valu à ses auteurs leprix Nobel de chimie 1996[4].
La molécule C70 a unesymétrie D5h avec 32 faces (25 hexagones et 12 pentagones), soit une structure semblable à celle dubuckminsterfullerène, qui est sphérique, mais avec une ceinture de 5 hexagones supplémentaires insérée à l'équateur, donnant au C70 une forme plus allongée. Lesliaisons carbone-carbone peuvent avoir huit longueurs différentes dans la molécule, allant de137 pm à146 pm. Chaque atome de la structure est lié parcovalence à trois atomes[5].
Le C70 peut subir sixréductions successives conduisant à l'anion C706− de manière réversible, l'oxydation étant, quant à elle, irréversible. La première réduction requiert une tension de−1 V (Fc/Fc+), ce qui fait du C70 un accepteur d'électron.
Les fullerènes sont faiblement solubles dans de nombreux solvants aromatiques tels que letoluène, ainsi que dans des solvants tels que ledisulfure de carbone CS2, mais n'est pas soluble dans l'eau. Les solutions de C70 sont de couleur brun rougeâtre. Il est possible de faire croître descristaux de C70 de quelques millimètres à partir d'une solution[6].
Le C70 forme un solide cristallisé brunâtre. Il s'agit d'unsemiconducteur de typen (accepteur d'électron) présentant une largeur debande interdite de1,77 eV[2] et dont la conductivité résulterait de la diffusion d'oxygène atmosphérique à l'intérieur du matériau[7]. Le motif élémentaire du C70 cristallisé sous formecubique à faces centrées contient quatre sites octaédriques et douze sites tétraédriques vides suffisamment grands pour loger des impuretés. Lorsque deséléments donneurs d'électrons tels que desmétaux alcalins sont introduits dans ces cavités, le C70 acquiert une conductivité pouvant atteindre de l'ordre de2 S·cm-1[8].
Sous forme solide, les molécules C70 sont maintenues ensemble par desforces de van der Waals etcristallisent à température ambiante dans lessystèmesmonoclinique,hexagonal,rhomboédrique etcubique à faces centrées. Cette dernière est stable aux températures supérieures à70 °C. 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 C70, 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 unedéformation. 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 librement[2],[9].
La présence de fullerène C70 ainsi que debuckminsterfullerène a été détectée dans unenébuleuse planétaire en 2010[10], faisant de cette molécule la plus grosse alors détectée dans l'espace.
| Formes allotropiques du carbone |
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| Dérivés des formes allotropiques |
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| Carbone fossile | |||||||||||
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