uhlík a grafit

Fullereny vznikají v elektrickém oblouku mezi grafitovými elektrodami, lze je též 

získat laserovým odpařováním grafitu. Nejznámější z fullerenů je molekula C60, která má ve 

srovnání s ostatními nejdokonalejší kulovitý tvar. Anketou časopisu Science byla vyhlášena 
molekulou roku 1990. Atomy uhlíku se v této molekule nacházejí ve vrcholech mnohostěnu 
zvaného komolý ikosaedr. Má 32 stěn (12 pětiúhelníků a 20 šestiúhelníků). Atomy uhlíku 
jsou v molekule C60 rovnocenné a vyznačují se trigonální hybridizací sp

2. Jednotlivé atomy 

jsou spojeny třemi 

σ–vazbami a jednou π–vazbou. Fulleren C60 se řadí mezi anorganické 

látky, poskytuje však reakce, které jsou typické pro organické sloučeniny. I když připomíná 
cyklické areny, reaktivitou se blíží konjugovaným polyenům. Molekuly fullerenů vytvářejí 
krystalové struktury s těsným uspořádáním molekul Cn v prostorové struktuře. Tyto materiály 

jsou obecně označovány stejně jako přírodní fullerity. Byly připraveny i lineární, plošné a 
prostorové polymery chemicky vázaných molekul C60. Pokud jsou molekuly fullerenů 

spojovány nebo vyplněny cizími atomy, potom jsou tyto látky nazývány jako fulleridy2. 

Tab. 2  Vlastnosti diamantu, grafitu a fullerenu C60

diamant 

grafit 

fulleren – C60

vzhled krystalů bezbarvé, 

silně lámající světlo 

šedočerné,  

vrstevnaté 

hnědočerné,  

lesklé 

krystalová 

soustava 

kubická hexagonální kubická 

tvrdost nejtvrdší 

nerost 

měkký měkký 

teplota tání 

netaje nad 1500oC 

přechází na grafit 

cca 3700oC při 600oC sublimuje 

hustota [g.cm–3] 3,51  2,26  1,65 
rozpustnost ve vodě nerozpustný  nerozpustný  nerozpustný 
rozpustnost v toluenu 

nerozpustný 

nerozpustný 

rozpustný 

elektrická vodivost 

nevodič dobrý 

vodič polovodič 

Obr. 2  Struktura diamantu, DLC, grafitu a fullerenu C60

Obr. 3  Diagram vlivu druhu vazeb mezi atomy na vznik modifikací uhlíku5

Obr. 4     Přechod od buckminsterfullerenu C60 k obřím molekulám fullerenů  C540 a 

nanotrubicím 

K progresivním uhlíkovým materiálům s nejrozšířenějším uplatněním patří pružný 

grafit, pyrolytický uhlík, skelný uhlík, uhlíkové aerogely, uhlíkové nanopěny, uhlíkové 
nanotrubice a nanorohy, uhlíková vlákna a kompozity polymer-uhlíková vlákna a uhlík-
uhlíková vlákna. 
 

Pružný grafit (flexible graphite, sheet-like flexible graphite) vzniká interkalační