足球烯和碳化学 摘自 边捷 《中国科技纵横》 2003 年 1 期碳是世界上存在最广泛的元素，凡是有有机物的地方都有它
长期以来，人们认识的碳单质，也就是仅由碳原子组成的“纯碳”，只有璀璨坚硬的金刚石、乌黑柔软的石墨和不定型碳，直到 1985 年
天文试验中的发现英国科学家克罗托为了研究星际间的含碳尘埃，需要一台可以模拟含碳元素星球周围条件的仪器
1984 年，他得知美国休斯敦莱斯大学斯玛利教授有一台这样的仪器
1985 年，克罗托、斯玛利和莱斯大学的另一位教授科尔一起合作研究
他们用激光轰击石墨，使石墨中的碳原子汽化，用氦气流把气态碳原子送入真空室，然后迅速冷却
之后，他们用仪器检测，发现产生了两种新物质
经鉴定，这两种新物质都是只含有碳原子的原子簇，一个是 C60，一个是 C70
拼剪 C60 的结构，金刚石是三维立体结构的巨型分子，每一个碳分子的相对位置都是一样的
石墨是层状结构，每一层都是由六个碳分子组成的正六边形平铺而成
这个新发现的 C60 可能会是什么结构呢
根据金刚石和石墨的结构特征，科学家们推测 C60 分子结构也应该是每一个碳原子的相对位置相同
各种形状的结构中，球面上的每一点都是相同的
如果 60 个碳原子能组成一个球，那就能满足每一个碳分子的相对位置都一样的条件
克罗托联想到加拿大蒙特利尔国际博览会的美国馆，那是由美国建筑学家巴克明斯特·富勒(Buckminister Fuller)1967 年设计的
这个建筑用许多正六边形和五边形形成了一个球体
他们用硬纸板剪成许多六边形和五边形
终于用 20 个六边形、12 个五边形拼成了一个中空的球体，60 个碳原子正好位于 60 个顶角上
这看起来就是一个足球
若再在中间加上几个六边形，形成一个椭球，那就是 C70 的结构
如果 C60 和 C70 确实是 60 个或 70 个碳原子构成的球体，那碳一碳键的
