Fulleren là những phõn tử cacbon hỡnh cầu rỗng trong đú cỏc nguyờn tử cacbon nằm trờn đỉnh của cỏc đa diện lồi với 12 mặt ngũ giỏc đều và một số mặt lục giỏc đều (hỡnh 26).
fulleren-C20 fulleren-C24 fulleren-C60 fulleren-C80
Hỡnh 26.
Một số dạng fulleren
Trong số fulleren thỡ C60 là hợp chất bền vững nhất và phổ biến nhất. Fulleren C60 cú 12 mặt ngũ giỏc đều và 20 mặt lục giỏc đều. Trong đú cỏc nguyờn tử cacbon đều ở trạng thỏi lai hoỏ sp2 liờn kết cộng hoỏ trị bền vững với 3 nguyờn tử C như trong cỏc lớp của graphit, cũn một obitan p chưa lai hoỏ tạo thành một hệ electron π giải toả cảở mặt trong và mặt ngoài của phõn tử hỡnh cầu rỗng đú. Cũng nhưở graphit, hệ electron π này làm cho fulleren cú thể tham gia phản ứng kết hợp với kim loại, ỏ kim cỏc nhúm hữu cơđể tạo thành những chất rắn cú tớnh chất đặc biệt. Fulleren C60 kết tinh theo hệ lập phương tõm mặt (hỡnh 27), hằng số mạng a = 14,2 Å, tỷ trọng 1,67 (tỷ trọng kim cương d = 3,5; graphit d = 2,3).
Hỡnh 27.
Tế bào mạng của fulleren C60
Fulleren C60 cú màu đỏ tớa, tan trong dung mụi khụng phõn cực, cú tớnh thăng hoa... Fulleren phản ứng với kim loại kiềm, kiềm thổ cho sản phẩm cú tớnh siờu dẫn ở nhiệt độ cao (như K3C60, CsRb2C60) trong đú C60 đúng vai trũ chất nhận và nguyờn tử kim loại nằm ở vị trớ bờn trong khối cầu. Với nguyờn tử ỏ kim, fulleren phản ứng kết hợp cho sản phẩm rắn như C60Br6, C60O trong đú C60đúng vai trũ chất cho và nguyờn tử ỏ kim lại nằm ở phớa ngoài khối cầu (hỡnh 28).
Hỡnh 28.
Phõn tử C60Br6