# Fullerène C70

Le fullerène C$_{70}$ est une substance de type fullerène dont les molécules sont constituées de 70 atomes de carbone. Ceux-ci forment une cage dont la surface en forme d'ellipsoïde est matérialisée par 25 hexagones et 12 pentagones, chaque sommet de cette structure étant occupé par un atome de carbone et chaque côté par une liaison chimique. L'ensemble forme une structure semblable à celle du buckminsterfullerène, ou fullerène 60, emblématique de cette famille de molécules. La synthèse en 1985 de ces variétés allotropiques du carbone a valu à ses auteurs le prix Nobel de chimie 1996.
La molécule C$_{70}$ a une symétrie D$_{5h}$ avec 32 faces (25 hexagones et 12 pentagones), soit une structure semblable à celle du buckminsterfullerène, qui est sphérique, mais avec une ceinture de 5 hexagones supplémentaires insérée à l'équateur, donnant au C$_{70}$ une forme plus allongée. Les liaisons carbone-carbone peuvent avoir huit longueurs différentes dans la molécule, allant de 137 pm à 146 pm. Chaque atome de la structure est lié par covalence à trois atomes.

## Propriétés

Le C$_{70}$ peut subir six réductions successives conduisant à l'anion C$_{70}$$^{6−}$ de manière réversible, l'oxydation étant, quant à elle, irréversible. La première réduction requiert une tension de −1 V (Fc/Fc$^+$), ce qui fait du C$_{70}$ un accepteur d'électron.
Les fullerènes sont faiblement solubles dans de nombreux solvants aromatiques tels que le toluène, ainsi que dans des solvants tels que le disulfure de carbone CS$_2$, mais n'est pas soluble dans l'eau. Les solutions de C$_{70}$ sont de couleur brun rougeâtre. Il est possible de faire croître des cristaux de C$_{70}$ de quelques millimètres à partir d'une solution.
Le C$_{70}$ forme un solide cristallisé brunâtre. Il s'agit d'un semiconducteur de type n (accepteur d'électron) présentant une largeur de bande interdite de 1,77 eV et dont la conductivité résulterait de la diffusion d'oxygène atmosphérique à l'intérieur du matériau. Le motif élémentaire du C$_{70}$ cristallisé sous forme cubique à faces centrées contient quatre sites octaédriques et douze sites tétraédriques vides suffisamment grands pour loger des impuretés. Lorsque des éléments donneurs d'électrons tels que des métaux alcalins sont introduits dans ces cavités, le C$_{70}$ acquiert une conductivité pouvant atteindre de l'ordre de 2 S·cm$^{-1}$.
Sous forme solide, les molécules C$_{70}$ sont maintenues ensemble par des forces de van der Waals et cristallisent à température ambiante dans les systèmes monoclinique, hexagonal, rhomboédrique et cubique à faces centrées. Cette dernière est stable aux températures supérieures à 70 °C. On explique cela par le fait que le système cubique à faces centrées est favorisé lorsque la symétrie générale dépend de l'orientation relative des molécules C$_{70}$, tandis que le système monoclinique, qui est le moins symétrique, s'observe lorsque l'orientation des molécules est bloquée par une température trop faible ou par une déformation. La rotation partielle le long d'un axe de symétrie des molécules conduit aux symétries hexagonales ou rhomboédriques, qui donnent une structure cubique lorsque les molécules peuvent tourner librement$^,$.
La présence de fullerène C$_{70}$ ainsi que de buckminsterfullerène a été détectée dans une nébuleuse planétaire en 2010, faisant de cette molécule la plus grosse alors détectée dans l'espace.