002:バックミンスターフラーレン（Buckminsterfullerene）

§エスの多面体ギャラリーから

■1985年に初めて発見された分子式Ｃ60などの球状分子の総称。この名称はこの構造及びその発展形であるジオデシック・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。煤中など天然においても見いだされる炭素分子である。Ｃ60フラーレン、バッキーボール(Buckyball）とも呼ばれる。

■形状は20の正６角形と12の正５角形からなる切頂20面体の構造で、各頂点に炭素原子があり、各辺は炭素−炭素結合になっている。Ｃ60分子には２種類の結合距離がある。正６角形同士の間は２重結合であり、正６角形−正５角形間よりわずかに短い。Ｃ60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、結合に関与しない電子は化合物中の全原子に渡り自由に浮かんでいるのでよい導電体となり、ナノテクノロジー的に有用である。Ｃ60は切頂20面体構造の表面に炭素が60個あるだけだが、綿棒で作るバッキーボールの方は３層の内部構造を持っており､全部で134個の結節点を持っている。

　　　　JapaneseClass.jp 及び「コトバンク」https://kotobank.jp/ より画像借用し、加筆加工

■フラーレンは全て５員環と６員環だけから成る。炭素の数がいくつになっても５員環の数は12で変わらず、６員環の数だけが増えていく。また５員環は決して隣り合わせにならない。これら５角形と６角形の自然界における組合わせ構造は、綿棒多面体のバッキーボールを作る時に実際に目と指先で理解できるだろう。

■このような安定したクラスターには60個を超えたものも存在する。５角形と６角形の面が自然界のルールを守りながら融合して、籠の形を作ている。これらを高次フラーレンと呼ぶ。綿棒多面体でも第３層の接合を変えると、コウジフラーレンの形を作ることができる。実際に横浜で間違えてＣ70を作って女性がいた。

　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　春、大津市の神社境内にて

2019.10.23 Wednesday