「実験テーマ」フラーレンモデルの作成

「実験テーマ」玩具ボールでフラーレンモデルをつくる

「実験目的」市販のプラスティック製ボールを使って、少し大きめの迫力あるフラーレンモデルを製作する。

「動　画」

「学習項目」

�@  原子　�A化学結合　�B同素体　�C新素材

「準備物」　

プラスティック製玩具(トイザらスのファンボール)　ハサミ　定規　ヒモや分度器　竹串(18�p)90本　グルーガン

「操作手順」

　ＷＥＢ非公開

「注　意」

1.  ボールをつなげていく作業は、全体をヒモでつり下げて行うとやりやすい。

2.  竹串の先に注意する。切り落とした竹串部分は、グルーガンで封じておくと良い。


「画　像」

ボールを１個犠牲にして「型」に使う。印を付けて竹串を刺す目印にする。	次々とつなげていく。飛び出た竹串の先端は切り落としてグルーガンで接着。
ヒモでつり下げれば立体感のある教材に	軽いので容易に抱えられる

「解　説」

1.  簡単安価にできる物質モデルである。直径60�pで、大きさの割に軽く全体でも約400〔g〕である。原子のつながりが視覚的・立体的に理解でき、大きさ的にも迫力がある。釣り糸を使用してつり下げれば、空間に浮かせる感じになって、見栄えも良い。炭素原子の共有結合角、同素体で新素材についての理解を深めることができるだろう。何と言っても、材料のボールが、大手玩具店のトイザらスで「ファンボール」という商品名で販売されているもので、100個で999円と安価である。５色が混じっているので最低でも３セットを同時に購入することにはなるが、色の違うフラーレンモデルをいくつも作ることができるので大変リーズナブルである。ただし、作成したフラーレンモデルは、構造を理解しやすくした球棒モデルであり、球棒モデルは、原子を球、共有結合を直線で表現したもので、結合角と結合距離を表すことはできるが、原子の大きさは反映されていないことには注意する。

2.  工作のモデルとした物質はフラーレンの中でも、サッカーボール型として最も有名なＣ₆₀である。建築家バックミンスター・フラーが設計した建物に似ているので、その名をとって、バックミンスターフラーレン(Buckminsterfullerene)とも呼ばれる。球体の直径は0.71nm、32面体(5員環12個と6員環20個)から形成される余った結合が出ない安定な構造で、60本の単結合と30本の二重結合が存在すると考えてもよい。炭素間の結合距離は、6員環と6員環が接するC-C結合は、0.139 nm、5員環と6員環は、0.143 nmであり、グラファイトの0.142nmに近いが、電導性は小さい。

3.  Ｃ₆₀フラーレンの発見は1985年、クロトー・スモーリー・カールの３名によるもので、ともに1996年度のノーベル化学賞を受賞している。個々のフラーレンは、毎秒108回以上の高速で回転しており、化学反応性に富み、様々な誘導体を形成することから、多分野での開発研究(樹脂、特効薬、化粧品、電子材料など)が進められている。2010年に、フラーレン発見25周年を記念して、大手検索エンジンのグーグル社が、ユニークなロゴを公開したが、ロゴの中央で回転しているフラーレンが話題となった。

　　

「参　考」

篠原久典『ナノカーボンの科学』講談社ブルーバックス
岩田久道(渋谷幕張高等学校教諭)：ファンボールを使った物質モデルの製作についての情報提供

---