Fullerid (fulleride)

Fullerid (daha geniş anlamda intekalatlı fullerit), anyon olarak fulleren içeren tuzlardır (yük transfer kompleksleri).

Fulleren moleküllerinin büyük olması nedeniyle, bunların katı fazları olan fulleritler, büyük moleküllerarası boşluklara sahiptir. C60 fullerit, her fulleren molekülü başına bir oktahedral ve iki daha küçük tetrahedral boşluklar içerir. Bunlar, küçük moleküller veya metal atomları ile doldurulabilir. Fulleritlerdeki moleküllerarası kuvvetler bir hayli zayıf olduğundan, dokular arasındaki atomların hareketiyle, moleküler latisin genişlemesi eşliğinde oldukça yüksek interkalasyon dereceleri elde edebilir. Sodyum, potasyum, sezyum, magnezyum, kalsiyum, stronsiyum, baryum, ititeryum, samaryum, öropyum v.s. fulleridler bilinmektedir.

Fullerid fazlarının sentezi, fulleritlerin (veya fulleren çözeltilerin) alkali metallerle doğrudan etkileşimi vasıtasıyla, çoğunlukla yüksek basınç altında, fulleritlerin elektrokimyasal olarak dopinglenmesiyle, metal atomları ve fulleren moleküllerinin buhar fazınından ko-depozisyonuyla, v.s., gerçekleştirilebilir. Sonraki tavlamayla, denge evreleri oluşturabilir.

Fullerenlerin yüksek elektron ilgisi nedeniyle, fulleridlerdeki molekülleri negatif iyonlar biçimindedir. Düşük derecelerde interkalasyonda, metal atomları atomik katyonlar olarak bireysel aralıklarda bulunurken, yüksek interkalasyon derecelerinde pozitif yüklü kümeler halindedir. Stokiyometriye bağlı olarak, fullerid hem iletken hem de dielektrik fazlar oluşturabilir ve fulleren moleküllerinin kısmi polimerizasyonu meydana gelebilir. Fullerid monotabakalarda fulleren molekülünün bazı ilginç oriyantasyonal düzenlenmeleri gözlenmiştir. Bununla birlikte, fulleridelerdeki esas ilginçlik, süperiletkenliğinden kaynaklanmaktadır. Önceleri, süperiletkenlik K3C60'da 19 K geçiş sıcaklığında bulundu. Günümüzde, normal basınçtaki fulleridler için maksimum sıcaklık Cs2RbC60 için 33 K ve 15 kbar basınçta Cs3C60 için 40 K'dır.

Fulleridlerin bir diğer ilginç sınıfı, tetrakis (dimetilamino) etilen (TDAE) veya metalosenler gibi organik elektron vericileriyle fulleren tuzlarından oluşur. Yaklaşık olarak 20K’de, bu tür bileşikler yumuşak organik ferromagnetlerdir.


Fullerid Cs3C60'ın kristal yapısı