材料化学6.ppt

1、,原子簇化学是当前无机化学中及其活跃一个领域。它涉及的面很广，包括非金属原子簇和金属原子簇。所谓原子簇其广义是指：原子之间通过键合，组成以分立的多面体或缺顶多面体骨架为特征的原子簇状物。一般认为，至少含有三个或三个以上的骨架原子才称得上是原子簇，在多面体内存在骨架电子的离域现象。,（1）多面体骨架 （2）电子的离域,特征：,原子簇化合物,原 子 簇 化 学,物质的尺寸效应,碳纳米管,C60 crystallizes in a face centered cubic space group Pa3,碳原子簇,原子簇化合物可按照配体类型分类:,原子簇化合物概述,各类原子簇之间并不存在明显的界限,

2、可看出金属结合配位体的主要倾向并提供了重要的成键信息: 金属有机簇化物: 烷基锂化合物Li4(CH3)4, 烷基通过两电子三中心键与金属簇相结合(面桥结合).,d区前部分的元素和镧系元素簇合物中通常含有给予体配体(如Cl-, Br-), 而d区右部的金属簇合物通常含有接受体配位(如CO等)。 前一类配体通过电子给予作用填入缺电子金属原子的某些低能级轨道, 后一类配位体则能从富电子金属原子上移去部分电荷。 许多p区元素成簇时不需要配位体即可完成每个原子的价层, 从而形成所谓的”裸簇”(naked clusters)。 例: Pb52-和Sn94-,两个氧原子分别以八面体的方式联系着6个Rb原子,

3、 两个相邻的八面体共一个面, 这类簇合物的存在归因于M+和O2-之间的库仑作用力和离域于金属骨架的较弱的M-M键。 化合物的金属性导电能力暗示价电子的离域超出了Rb9O2单个簇的范围。,例：Rb9O2 的结构可作为解释这类特殊化合物组成方式的一种线索。,贫氧簇化物: s区金属低于族氧化态的化合物。它是在严格排除空气, 水蒸气和其它氧化剂下形成的。 如果供氧不足时, 金属铷和铯形成一系列富金属(即所谓贫氧)氧化物。 如：Rb6O, Rb9O2, Cs4O, Cs7O等化合物活泼性很高, 是具有金 属性的导体。,Rb9O2 的结构,非金属原子簇化学,硼烷 硼烷的制备和命名 硼烷的分类 硼烷的结构

4、硼烷的化学键 硼烷衍生物 碳硼烷 金属碳硼烷和金属硼烷 碳的原子簇 多面体碳烷 碳笼烯原子簇 富勒烯 碳纳米管,非金属原子簇化学,硼原子簇化学,硼在元素周期表中作为碳的近邻, 似乎应该能够生成与碳氢化合物类似的系列化合物。 上世纪初, 德国化学家Alfred Stock凭借他良好的化学直觉, 类比了元素周期表中的已知化合物性质及其变化规律, 适时地形成了他的开创性的合成研究计划, 巧妙地运用和发展了真空技术, 他高超的实验技能加上他对预期之外的实验结果敏锐的洞察能力, 终于制备出并表征了B4H10, B5H9, B6H10, B10H14 等两个系列的硼烷(BnHn+4, BnHn+6)。 此

5、后, 更为复杂多样的硼烷, 硼烷衍生物(硼烷阴离子化合物, 碳硼烷, 金属碳硼烷等) 相继合成, 同时硼氢化合物的结构和化学键理论也相应蓬勃开展, 使无机化学显示出一派繁荣景象, 有人预言今后, 同碳化学相类比的当属硼化学。,硼烷 (Borane),硼氢化合物通称硼烷，硼能形成多种氢化物，如B2H6, B4H10, B5H9等。此外，硼还能形成一系列的硼氢阴离子，如BH4-, B3H8-, B11H14- 和BnHn2- (n = 6-12)等。,硼烷的制备 和命名,(a) 硼烷的制备,二十世纪初期的硼化物的制备是通过酸和硼化镁的作用，制备了B4H10, B5H9，B6H10, B10H14

6、等一系列硼烷以及它们的衍生物。由于硼烷本身的挥发性，易燃性，活泼性以及对空气的敏感性，在制备过程中运用了真空技术。,到了五十年代，发展了一种较为方便的通过甲基硼酸盐（硼酸三甲酯）和氢化钠反应制备NaBH4的方法:,然后用NaBH4和BF3反应制备B2H6:,实验室中制备少量B2H6, 可小心地将NaBH4加到浓硫酸或磷酸中:,B2H6 还可在铝和三氯化铝的作用下，直接氢化三氧化硼合成:,通过B2H6 通过裂解制备高级的硼烷,目前，更多地是通过硼氢阴离子和三卤化硼或氯化氢的反应来制取比较高级的硼烷,M=(CH3)4N+或(n-C4H9)N+, BX3=BF3, BCl3或BBr3,(b) 硼氢阴

7、离子(preparation of borane anions),较高级的硼氢阴离子，可用B2H6或其它含BH基团的物质来 处理较低级的硼氢阴离子，以加入BH基团：,可通过有机的Lewis碱和硼氢化物反应来合成：,可通过热解较低级的硼氢阴离子盐制备：,H+的亲电取代反应：制备烷基和卤代物种的一种思路,簇扩大反应：提供合成更高级簇阴离子一种方法,硼氢化反应： H-B键与重键的加合以及同烯，炔烃加合 H3B-OR2 + H2C=CH2 CH3CH2BH2 +R2O,B2H6 +RC=CR B(RCH=HCR)3,B2H6+ RCH=HCR B(RCH2CH2R)3,硼氢化反应是制备一些列有机硼氢化

8、合物的便利方法，开辟有机合成新途径。,硼烷的命名,硼烷的命名原则类似于烷烃, 根据化学式硼原子数在10 以内的用干支词头表示, 超过10的用中文数字表示, 氢原子数用阿拉伯数码表示在括弧中, 例: B4H10： 丁硼烷(10), B5H11: 戊硼烷(11), B14H18: 十四硼烷(18), B20H16：二十硼烷(16),硼烷的结构,(a) 闭式BnHn2- (n = 6-12) n个硼原子构成多面体骨架，它们均由三角形面组成，硼原子占据着顶点的位置，骨架多面体形如笼，故称之为笼型硼烷。笼的顶点硼原子均有一端梢的氢原子与之键合，这种端梢的BH键向四周散开，故又称外向BH键。,B6H62-

9、,B12H122-,(b) 开式BnHn+4 开式硼烷可看成是由闭式去掉一个顶点衍生而来，它们是开口的、不完全的、或缺顶的多面体，这种结构形状好似鸟巢, 故又称为巢形硼烷。它有两种结构上的不同的氢原子，其中一种是外向H, 另一种是氢桥，在通式中除n个外向H, 剩下的四个H均为桥式H。,（a）B5H9；（b）B6H10；（a）B10H14,氢桥键,氢桥键只有氢和缺电原子形成化合物时才会形成。,B2H6,共价键,氢桥键,(c) 网式 (又称蛛式) BnHn+6 可看成是闭式去掉两个顶点，或开式骨架再去掉一个相邻的顶衍生而来, 它们的“张口”比开式硼烷更大, 是不完全的缺两个顶的多面体, 形状似网,

10、 故称网式硼烷。 有三种结构不同的H原子: 外向H，桥式H和切向H （指向假想的基础多面体或完整的多面体外接球面的切线方向）, 它们和处于不完全的边或面上的顶点的硼原子键合。网式硼烷中除n个外向氢以外，剩下的6个H, 或者是桥式H, 或者是切向H (或者两种皆有)。,（a）B4H10，（b）B5H11,切向氢,除上述三种主要的硼烷以外, 还有一种硼烷, 其“口”开得更大, 网敞得更开, 几乎成了一种平面型的结构, 称为敞网式硼烷, 这类化合物为数较少, 现举二例如右。,(d)敞网式(hypho)硼烷,硼的外围电子构型为2s22p1，在4个价轨道中只有3个价电子，为缺电子原子，形成硼烷分子后是属

11、于缺电子分子。为了要使硼烷稳定，硼烷必须要形成二聚体以上，其最小的硼烷为B2H6。,硼烷化学键的表示方法,B2H6分子的桥式三中心键模型,乙硼烷中存在两种硼氢键，一种是两中心双电子的B-H键，简称2c-2e键，另一种是三中心双电子（B-H-B）键，简称3c-2e键。对于比较复杂的其他硼烷分子，除具有上述的两种硼氢键外，还有其他的价键存在。,12e,拓扑法,在其他较高级硼烷中, 其结构还可能涉及另外三种成键要素, (2C2e)的BB键, 闭式(3C2e)硼桥键, 开式(3C2e)硼桥键。,下面列出硼烷中的各种成键方式：,美国化学家William Lipscomb发展了硼烷等复杂化合物的多中心键的

12、概念, 他综合分析了已经被测定的一下硼烷的结构, 提出了拓扑法, 认为在硼烷中除向外的B-H键外，硼原子可以形成4种键, 即： 三中心双电子B-H-B键 三中心双电子B-B-B键 双中心双电子B-B键 非外向（切向）双中心双电子B-H键 由于每个硼原子提供了3个价电子, 每个氢原子提供一个电子, 利用价电子数, 轨道数, 及其和通式BnHn+m原子数之间的关系来推算各种类型的化学键的数目, 进而获得关于硼烷的拓扑图像。 拓扑图像: 只考虑分子中原子之间的化学键的类型和形式, 而不涉及到化学键的键长, 键角, 键能等参数。,硼烷多面体可看成由BH为结构单元联结成骨架，在通式为BnHn+m中存在着

13、n个BH单元再加上m个H： BnHn+m (BH)nHm n个BH中的H原子叫做外向型原子, n个BH基团中共有n(3+1=4) 个价电子, 在形成 n个外向B-H键时用去2n个价电子, 还有2n个价电子供构成骨架所用, m个H原子也看成骨架的部分。 所以共有(2n+m)个骨架电子, Lipscomb 提出用s. t. y. x 四个数来表示硼烷中除外向B-H键以外的其它类型的化学键的数目.,s表示： 3c-2e B-B 键的数目 t表示： 3c-2e B-B-B 键的数目 y表示： 2c-2e B-B 键的数目 x表示： 2c-2e B-H 键的数目 （切向）,H,不同的化学式硼烷分子sty

14、x是不同的, 但根据电子数, 轨道数和原子数之间的关系可建立如下关系: 骨架硼原子中的电子数: 2s + 2t + 2y + 2x = 2n+m 骨架硼原子中的轨道数: 2s + 3t + 2y + x = 3n 骨架氢原子数: s + x = m 简化后得: x = m-s, t = n-s, 2y = s-x,这是一个不定方程组, 但可列出有限的N组: s, t, y, x的值, 再根据 骨架特征和限制的条件进而排除不合理的结构, 求得硼烷分子可能的拓扑图像, 为此: lipscomb 提出的拓扑规则, (a)相邻的硼原子之间至少有 BB, BHB, BBB键相联 (b)不相邻的B原子不连

15、接 (c)每个硼原子周围必须满4个价轨道，3个价电子 (d) BBB与BHB之和为n个(s+t=n) (e) 两个硼原子不能同时有2C2e及3C2e （BBB或BHB）,（f）骨架特征是通式为BnHn2-, 闭式; 骨架特征是通式为BnHn+4, 开式; 骨架特征是通式为BnHn+6, 网式。,限制的条件：硼烷中至少有一个对称面, 同时对硼烷中五种基本成键要素进行修正, 认为在3c-2e B-B-B键中应排除开放的B-B-B三中心两电子键, 所有的都应是闭合的B-B-B, 3c-2e 键.,例: 对B4H10, B5H11, B6H10进行处理得出: s t y x的值分别为: 4012, 3

16、203, 4220, 得到如下的拓扑图像,Lipscomb 成功地用拓扑法及拓扑图像描绘了大量的开式, 网式硼烷以及碳硼烷的结构, 照此他还可以预示硼烷的结构, 形状和电荷分布等。正是由于Lipscomb 对探索硼烷结构,化学键方面卓有成效的工作, 使他获得了1976年的Nobel化学奖. 然而拓扑图像往往不能确切地描述已知闭式硼烷阴离子的结构, 例如: 具有二十面体骨架的B12H122-阴离子, 按照拓扑法的计算结果, 含有三根两中心两电子B-B键和10根三中心两电子的B-B-B键, 但根据结构测定还是用6根两中心两电子B-B键和8根三中心两电子的B-B-B键来描述比较切合实际。 这主要是因

17、为它仅关心硼烷中硼原子之间通过化学键相联的形式，而不具体考虑键长、键角等几何参数。其后它逐渐被Wade规则所取代。,Wade规则,电子数目, 化学式和分子性质之间的关系由美国化学家Kenneth Wade于1970年确定, 称为Wade规则. 从分子轨道理论可知，成键轨道数等于成键电子对数，而形成分子结构的骨架是与成键轨道数密切相关的，这样通过计算成键电子对数可推断分子的构型，Wade规则就是基于这样的推断. 该规则认为：硼烷、硼烷衍生物及其他原子簇化合物的结构, 决定于骨架成键电子对数。 Wade规则适用于多面体, 既可用来由硼烷和硼氢化合物阴离子的化学式判断其分子形状, 也可用于含有非硼原

18、子化合物, 如碳硼烷和p区其它元素的簇合物。,其基本要点如下: i. 硼烷有效骨架电子对数比该硼烷骨架所对应完整的基础三角面的多面体的顶点数N多1。 ii. 硼烷分子中，每个骨架硼原子都用一对电子与一个外端氢原子形成定域的端基键，剩余的电子对就是骨架成键电子对，BnHn+m分子的骨架成键电子对数为（3n+n+m-2n）/2=(2n+m)/2。 iii. 对于封闭型硼烷，通式为BnHn-2（n=612），其骨架成键电子对数为（2n+2）/2=n+1；巢型硼烷的通式为BnHn+4，其骨架成键电子对数为（2n+4）/2=n+2；网型硼烷的通式是BnHn+6其骨架成键电子对数为（2n+6）/2=n+3

19、。,例：,成键电子对数： n+1=7 顶点数为6，闭合结构,通式为BnHn2- 阴离子物种具有闭合式结构，B原子处于多面体的各顶角位置, 多面体中不存在B-H-B键, 这类闭合式阴离子和与之对应的碳硼烷, 通常对热较稳定, 反应活性也不高； 通式为BnHn+4 的巢式结构, 可看成在闭式结构的基础上截出一个顶点(硼)原子, 其中除了B-B键外, 还可能具有B-H-B桥键, 巢式硼烷的热稳定性通常居于闭式和蛛式之间； 通式为BnHn+6 的网式结构, 可看成在闭式结构基础上截去两个顶点, 可能也有B-H-B桥键, 这类结构看上去好像凌乱的蜘蛛网故而得名(有时也称为蛛式结构), 一般说来这类化合物

20、热不稳定, 反应活性较高。,根据Wade规则：,从闭式结构去掉一个或两个BH单元及电荷, 还要维持骨架电子对数不变, 为弥补去掉的BH单元和电荷, 需再加上适当的数目的电子或H原子。,如：三种结构都为14个骨架电子，但硼烷顶点数目减少了, 每个B原子所分摊的骨架电子数增大了, 因而结构变得越来越开放, 由闭式巢式蛛式,闭式, 巢式和网式三种结构的硼烷之间的关系。对角线相连的物种骨架电子数相同。实心球表示最先离去的原子, 阴影球表示第二步离去的原子。,电子数相同顶点数不同的闭式, 巢式和网式三种结构的变化,2. 硼烷的衍生物,(1) 碳硼烷,a. 碳硼烷的结构,碳硼烷是簇骨架中既有B原子又含有C

21、 原子并与多面体硼氢化物密切相关的一大类簇化物。由于CH和BH-基团是等电子体, 等叶瓣物种, 因而硼烷中部分BH-可被CH基团所取代, 形成碳硼烷(carborane).,B6H62-相对应的碳硼烷B4C2H6,CH和BH-基团是等叶瓣物种,Wade规则普遍适用于碳硼烷，碳硼烷也有开式和闭式结构,(a)C2B3H5, (b) C2B4H6, (c) C2B5H7, (d) C2B6H8, (e) C2B7H9, (f) C2B8H10, (g) C2B9H11, (h) C2B10H12,C2Bn-2Hn (n = 5-12)系列闭式-碳硼烷结构,闭合式1,2-B10C2H12在空气中稳定而

22、且加热也不分解, 惰性气氛中加热至500C时异构化为1,7-B10C2H12, 在700C又异构化为1,12-异构体.,闭合式-B10C2H12簇中与C 原子相接的H原子带有弱酸性, 与丁基锂发生如下反应, B10H10C2H2 +2LiC4H9 B10H10C2Li2 + 2C4H10,各种二锂代碳硼烷是良好的亲核试剂, 而且能发生有机锂试剂的许多特征反应, 这类化合物可用于合成多种碳硼烷的衍生物, 例：与CO2反应生成二羧酸碳硼烷:,同样, 和I2和NOCl反应分别生成二碘碳硼烷和B10C10C2(NO)2:,1,2-B10C2H12虽然很稳定, 但遇到强碱仍可部分发生碎裂接着再与NaH发

23、生脱质子反应生成巢式-B9C2H112-: B10C2H12 + OEt- + 2EtOH B9C2H12- + B(OEt)3 + H2 NaB9C2H12 + NaH Na2B9C2H11 + H2,(2) 金属碳硼烷和金属硼烷,金属碳硼烷（metallocarborane）： 由金属原子，硼原子以及碳原子组成骨架多面体的原子簇化合物,例：第一个金属碳硼烷化合物,(CH3)4N2 (C2B9H11)2Fe 粉红色，反磁性的化合物，在空气中不稳定， 很快便氧化成栗色的顺磁性化合物(CH3)4N+(C2B9H11)2Fe-,在这种结构中，含铁，硼和碳原子组成的共12个顶点的多面体（二十面体）骨

24、架，其中铁原子为2个二十面体所共享，这种结构也可看作是由开式配体和金属离子形成的配合物。,第一个金属碳硼烷阴离子 (C2B9H11)2Fe2-的由来,在强碱作用下降解失去一个顶,若干闭式和开式金属碳硼烷和金属硼烷,闭式(CO)3FeC2B3H5,闭式 Co(C2B7H9)2-,开式 (CO)3Fe2B3H7,开式 Ni(B10H12)22-,硼烷的衍生物除碳硼烷，金属碳硼烷和金属硼烷之外还有很多，因为不仅碳原子或金属原子可参与硼烷的原子簇骨架之外，其它很多原子如硫，磷等也都可以作为骨架原子参与，此外，由有机基团取代硼烷中部分氢原子形成的有机硼烷则为数更多。,原子簇的一些应用 1、许多原子簇可以

25、作活性高，选择性好的新型催化剂CO + H2O CO2 +H2 (Ru3(CO)12比Fe2O3混合催化剂活性高）3CHCH C6H6 (催化剂:NiCNC(CH3)37) 3CO + 5H2 HOCH2CH2OH +CH3OH (催化剂:M2Rh12(CO)30) 2、可以摸拟生物固氮的模型物 固氮酶的活化中心被认为是一个钼铁硫的原子簇化合物。,3、有的原子簇可用作无机固体新材料,MMo6S8(M=Pb2+,Cu2+)是强磁场中的良好超导体，对磁场的衰减电流作用具有很强的抵抗力。用于制作超导线圈。 Re2Cl82-因其具有光敏性（在可见光区有 跃迁），用于制造太阳能电池。 4、有的原子簇可用

26、作抗癌药物 美国休斯顿大学研究具有Rh-Rh键的6 配位的笼形配合物Rh2(RCOO)4L(R=CH3、CH2CH3；L=Cl、CO、CNS)可用作抑癌的药物。但毒性还比较大，需作进一步改进。,碳的原子簇,(1) 分类： a. 碳原子数较少的具有多面体骨架的碳氢化合物-碳烷 b. 碳原子数较多的纯碳元素的多面体笼形分子-碳笼烯,a. 多面体碳烷,现在合成出的多面体碳烷分子，仅有n = 6, 8, 10, 20四种情况 虽然至今没有合成出四面体骨架的C4H4， 但是其一系列的烷基取代产物却有很多，如C4(CH3)4, C4C(CH3)34等; n = 20的多面体碳烷至今还没有合成出来。,分子式

27、：CnHn (n为偶数) 骨架碳原子: 4个sp3杂化轨道 3个与相邻的三个碳原子成键骨架多面体 一个反指向中心的外向杂化轨道与配位体氢原子相互作用,碳烷的骨架多面体通常是由各种多边形面，特别大多由四边形和五边形面所围成的，所有顶点都是三联结点。 每个碳多面体骨架上的碳原子，都连有一个由骨架中心向外方向上键合的端氢原子-外向C-H键。,分子式：Cn (n为偶数),化合价不饱和，又称富勒烯或巴基烯 骨架碳原子： 4个sp3杂化轨道 三个杂化轨道与三个紧相邻的碳原子成键 多面体骨架 一个反指向中心的外向杂化轨道相互作用球面超共轭大键,b. 碳笼烯原子簇,骨架碳原子不共平面，每个碳原子的外向价轨道也

28、非完全平行 当n很大时，外向价轨道彼此之间的夹角相对减小，两个相邻的外向价轨道相互重叠，构成碳笼曲面上的共轭键 ，使碳笼更加稳定。,碳笼烯通常由两类多边形面构成: 构成石墨层的六边形面 ii. 五边形面,无配位体的碳原子簇的其它形式： 单层和多层碳管等。,结构中的所有碳原子与紧邻的三个碳 原子相键联，所有的顶点都是三联结 型顶点。,富勒烯,富勒烯的发现： 1985年, H.Kroto, R.Smalley和R.Curl合作在激光蒸发石墨发现有多种Cn 原子簇, 当 n 40时, 碳原子数为偶数, 且C60 的含量远高于其它Cn 簇, 受Buckminster Fuller 球形薄壳层建筑的启发

29、, Kroto提出了C60分子是由60个碳原子围成的球体, 它由12个五边形20个六边形围成的32面体, 该结构既象Fuller 设计的球面建筑, 又酷似美式足球, 故命名为Fullerene即富勒烯又称巴基球或足球烯。,在Cn 簇中除了主要成分子C60 外, 还有C50, C70, C80, C120, C240, C540等, 都统称富勒烯。,1996年诺贝尔化学奖,富勒烯结构,(a) C60结构,S0.9p2.28方式杂化, 每个碳原子：3个键1个键 每个碳原子形成2个单键1个双键 分子中60个单键和30个双键 六元环和六元环共用的边(称为6/6边)为双键, 键长138pm 六元环和五元

30、环共用的边(称为6/5边)为单键, 键长145pm, C-C-C键角的平均为116，垂直球面的轨道夹角为101.64, 轨道 30.5% s 69.5% p ， 轨道 8.5% s 91.5% p,C60分子为中空的球体分子, 球体大小为1.8710-22cm3, 外径为1.34nm, 平均内径为0.710nm, 预计碳笼中可以容纳各种分子和原子而形成多种包合物。 C60分子间存在较弱的范德华力, 致使C60 分子在晶体中不断旋转 常温下测得C60 晶体为立方面心结构(fcc)。 随着温度降低, C60分子旋转减弱, 在低温下分子取向变为有序。,若干富勒烯分子的形状和所属点群,b. 富勒烯合成

31、,制备: 激光蒸发石墨法： 只能得到少量的C60及其它Cn簇, 电弧法：可大量制备C60，是大量生产C60 最有效的方法。 以石墨棒为电极, 在氦气氛中(1104 2104 Pa)中放电, 产生的烟炱沉积在以水冷却的反应器内壁上, 烟炱中一般 含有7%20%的C60/C70。 燃烧法：以苯为原料, 在火焰中不完全燃烧， 在最佳条件下产率：4g (C60+ C70)混合物/1000g苯。 分离提纯: 淋洗色谱法：固定相：中性氧化铝，流动相：甲苯-石油醚, 使甲苯提取液经过酸洗活性碳柱, 流出液C60含量可达99%。 重结晶法：适合较大量提纯C60和C70 一次重结晶: C60富集到98%, C7

32、0从15%提高到30%。 四次重结晶: C60纯度可达到99.5%, C70可达到98%。,富勒烯的溶解性,富勒烯的氧化还原反应,富勒烯碱金属掺合物： 在烟炱生成过程中, 如果存在碱金属的蒸气, 就可形成多种组成的碱金属“富勒烯化物”。,例：K3C60超导起始温度Tc = 18 K, (超导有机体(Et)2CuN(CN)2Cl: Tc = 12.8K) 晶体结构: 面心立方体, K处在C60球体的外面占据晶格的格位, 一个K+占据一个八面体孔隙, 另两个K+占据2个四面体空隙,例：目前合成出的超导性M3C60型碱金属掺杂物： M3C60 Tc Rb3C60 120 K Cs3C60 40.0

33、K RbCs2C60 33.0 K Rb2CsC60 31.3K Rb2KC60 27 K,M2C60型的碱金属掺合物： Na(NH3)4+2C602- Na(crown)+2C602-,金属富勒烯包合物 （EMF, endohedral metallofullerenes),单金属: La82 双金属: Sc282 三金属: Sc382 杂原子: Sc3N80,富勒烯包合物： n 60的富勒烯球体的内径足够大, 可以包容金属原子, 如先用适当的金属盐掺杂碳电极, 然后用这种掺杂的碳电极去生产富勒烯, 就可以得到球体内包容一个或多个金属原子的富勒烯包合物。 例： LaC82, Sc2C80等, 富勒烯氟化物： 富勒烯可与氟经过多步反应生成无