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Fulleren

Plural: Fullerene

Fullerene sind eine Kohlenstoff-Modifikation, bzw. eine besondere Gruppe von ausschließlich aus Kohlenstoff bestehenden Makromolekülen der Zusammensetzung C2n. Sie sind die dritte Kohlenstoff-Modifikation neben Graphit und Diamant. Fullerene sind Polyeder aus mehr als n dreifach koordinierten Kohlenstoffatomen. Sie kommen in der Natur vor und/oder werden künstlich hergestellt.

Sie wurden 1985 durch Curl, Kroto und Smalley entdeckt, welche dafür 1996 den Nobelpreis für Chemie erhielten.

Die bekanntesten und stabilsten Fullerene haben die Summenformeln C60, C70, C76, C80, C82, C84, C86, C90 und C94. Das am besten erforschte ist C60, welches aus 12 Fünfecken und 20 Sechsecken besteht (Ikosaeder-Symmetrie); (auch Buckminster-Fulleren benannt, zu Ehren des US-Architekten Buckminster Fuller , welcher durch geodätische Kuppeln bekannt wurde). Im Jahr 2005 gelang es einer Arbeitsgruppe der Universität Freiburg, die Existenz des kleinsten Fulleren C20 nachzuweisen. Dieser Kohlenstoffcluster ist ein Dodekaeder, der nur aus Fünfringen aufgebaut ist (d.h., der kleinere Bruder des bekannten C60.)


Eigenschaften

Gewöhnlich sind Fullerene bräunlich-schwarze Pulver mit metallischem Glanz, welche an der Luft zu Graphit zerfallen. Als Mineral Fullerit (C60) schwarz bis braun, Dichte 1,9 - 2,0, opak, als brüchige bis muschelige Fragmente, mikroskopisch kleine Kristalle in kugeligen Aggregaten; Härte 3,5, Strich schwarz. Kristallsystem: Tetragonal-Ditetragonal Dipyramidal; Raumgruppe: pseudokubisch. (Ikosaederstumpf; Pentakisdodekaeder mit 32 Flächen ( 20 Sechsecke, 12 Fünfecke ), 60 Ecken und 90 Kanten.

Fullerene können als Clathrate ( Einlagerungs- / Einschlussverbindungen ) auch Helium einlagern


Natürliche Vorkommen

Natürliche Fullerene kommen ( u.a.) in Form des (bisher nicht der IMA unterbreiteten, jedoch detailliert beschriebenen ) Minerals Fullerit (C60) in verschiedenen Gesteinen vor.

  1. Im Shungit: (Metamorphe präkambrische Grünschiefer-Fazies in Karelien, Russland)
  2. In Kreide-Tertiär-Grenzschichten (Neuseeland)
  3. In Meteoriten und Sedimenten meteoritischer Impakte (Gissar, Tadschikistan)
  4. In stark kohlestoffhaltigen Substraten, durch Blitzeinschlag entstanden

sowie im interstellaren Raum und in Ruß.


Quellangaben


Einordnung