растворимость фуллеренов обычно низкая. Дисульфид углерода растворяет 8 г / л C60, а лучший растворитель (1-хлорнафталин ) растворяет 53 г / л. наверх Тем не менее, фуллерены являются единственным известным аллотропом углерода, который может растворяться в обычных растворителях при комнатной температуре. Помимо этих двух, хорошие растворители для фуллеренов включают 1,2-дихлорбензол, толуол, п-ксилол и 1,2,3-трибромпропан.. Фуллерены плохо растворимы в воде и практически нерастворимы в метаноле.
. Растворы чистого C60(бакминстерфуллерена) имеют темно-фиолетовый цвет. Растворы C70 имеют красновато-коричневый цвет. Фуллерены большего размера от C. 76 до C. 84 имеют разные цвета. C. 76 имеет две оптические формы, тогда как другие более крупные фуллерены имеют несколько структурных изомеров.
Некоторые фуллереновые структуры не растворимы, потому что они имеют небольшой запрещенная зона между основным и возбужденным состояниями. К ним относятся малые фуллерены C. 28, C. 36и C. 50. Структура C. 72также относится к этому классу, но эндоэдральная версия с захваченным атомом лантаноидной -группы является растворимой из-за взаимодействия атома металла и электронных состояний фуллерена. Первоначально исследователи были озадачены тем, что C. 72отсутствует в экстракте сажи, генерируемой фуллереновой плазмой, но обнаружен в эндоэдральных образцах. Фуллерены с малой запрещенной зоной обладают высокой реакционной способностью и связываются с другими фуллеренами или частицами сажи.
Растворимость C. 60в некоторых растворителях демонстрирует необычное поведение из-за наличия сольватных фаз (аналогов кристаллогидратов). Например, растворимость C. 60в растворе бензола показывает максимум примерно при 313 K. Кристаллизация из бензольного раствора при температурах ниже максимальных приводит к образованию триклинного твердого сольвата с четырьмя молекулами бензола C. 60· 4C. 6H6который довольно нестабилен в воздухе. Вне раствора эта структура распадается на обычную гранецентрированную кубическую (ГЦК) C. 60за несколько минут. При температурах выше максимума растворимости сольват нестабилен даже при погружении в насыщенный раствор и плавится с образованием ГЦК C. 60. Кристаллизация при температурах выше максимума растворимости приводит к образованию чистой ГЦК C. 60. Кристаллы C. 60и C. 70миллиметрового размера могут быть выращены из раствора как для сольватов, так и для чистых фуллеренов.
Ниже приведены некоторые значения растворимости для C. 60и C. 70из литературы :; в частности, концентрация в граммах на литр для насыщенных растворов.
Растворитель | C. 60 | C. 70 |
---|---|---|
1-хлорнафталин | 51 | ND |
1-метилнафталин | 33 | ND |
1,2-дихлорбензол | 24 | 36,2 |
1,2,4-триметилбензол | 18 | ND |
тетрагидронафталин | 16 | ND |
дисульфид углерода | 8 | 9,875 |
1,2,3-трибромпропан | 8 | ND |
хлорбензол | 7 | ND |
p-ксилол | 5 | 3,985 |
бромоформ | 5 | ND |
кумол | 4 | ND |
толуол | 3 | 1,406 |
бензол | 1,5 | 1,3 |
четыреххлористый углерод | 0,447 | 0,121 |
хлороформ | 0,25 | ND |
n-гексан | 0,046 | 0,013 |
циклогексан | 0,035 | 0,08 |
тетрагидрофуран | 0,006 | ND |
ацетонитрил | 0,004 | ND |
метанол | 4,0 × 10 | ND |
вода | 1,3 × 10 | ND |
пентан | 0,004 | 0,002 |
гептан | ND | 0,047 |
октан | 0,025 | 0,042 |
изооктан | 0,026 | ND |
декан | 0,070 | 0,053 |
додекан | 0,091 | 0,098 |
тетрадекан | 0,126 | ND |
ацетон | ND | 0,0019 |
изопропанол | ND | 0,0021 |
диоксан | 0,0041 | ND |
мезитилен | 0,997 | 1,472 |
дихлорметан | 0,254 | 0,080 |
ND = не определено |