מה הגודל של כדור באקי?

כדור באקי הוא מולקולה של 60 אטומי פחמן המחוברים לכלוב סגור בצורת כדור, באותה תבנית של כדורגל. שמו המלא הוא בקמינסטרפולרן, ונוסחתו C₆₀. הוא ברוחב של כ-1 ננומטר, לפי המרחק בין מרכזיהם של כדורי באקי שכנים הארוזים יחד בחומר מוצק. ננומטר הוא מיליארדית המטר.

גודל

60 אטומי הפחמן יושבים על פני הכלוב, שהוא חלול. מגלי הכדור מצאו מאוחר יותר כלובי פחמן שאטומי מתכת לכודים בתוכם. רוחבו של כלוב אטומי הפחמן עצמו הוא 0.71 ננומטרים.

למולקולה אין קצה קשיח, כי האלקטרונים שסביב האטומים שלה משתרעים מעבר למרכזי האטומים. לכן כל כדור באקי תופס יותר מקום מכלוב האטומים שלו. בגבישים של C₆₀ מוצק, מרכזי המולקולות השכנות מרוחקים זה מזה 1.0 ננומטרים. הנתון של 1 ננומטר שבאתר תואם את המרווח הזה.

בכלוב 20 פאות שש-צלעיות ו-12 פאות חמש-צלעיות. הטלאים שבכדורגל בנויים באותה תבנית. כך גם הכיפה הגאודזית שתכנן האדריכל האמריקאי ר. באקמינסטר פולר לתערוכה העולמית של 1967 במונטריאול, והמולקולה נקראת על שמו.

השוואות גודל

• כ-80,000–100,000 כדורי באקי, זה לצד זה, היו משתרעים על פני שערת אדם, שרוחבה 0.08–0.1 מילימטרים.
• כדורגל רחב פי 220 מיליון בערך מכדור באקי. אילו הוגדל כדורגל באותו גורם, הוא היה ברוחב של כ-48,000 קילומטרים, כמעט פי ארבעה מרוחבו של כדור הארץ.
• שני אטומי צזיום, מהגדולים שבין האטומים, זה לצד זה, היו משתרעים על פני כדור באקי.

איך התגלו כדורי באקי

רוברט קרל, הרולד קרוטו וריצ'רד סמולי גילו את כדורי באקי ב-1985, בעבודה עם הסטודנטים לתארים מתקדמים ג'. ר. היט וס. ק. או'בריאן. הם ירו פולס עז של אור לייזר אל משטח פחמן וערבבו את אטומי הפחמן ששוחררו עם זרם של גז הליום. האטומים התחברו לאשכולות, ואשכולות של 60 אטומים היו הנפוצים ביותר. יציבותם של האשכולות האלה רמזה על צורה סימטרית מאוד.

ב-1990 הפיזיקאים ו. קרצ'מר וד. ר. הופמן ייצרו C₆₀ בכמויות גדולות מספיק כדי לאסוף אותו. חקר החומר אישר את המבנה בצורת כדור. קרל, קרוטו וסמולי חלקו את פרס נובל בכימיה לשנת 1996 על גילוי הפולרנים, משפחת כלובי הפחמן הסגורים ששייכים לה כדורי באקי.

כדורי באקי בחלל

קרוטו הצטרף לניסוי כדי ללמוד כיצד עשויות להיווצר מולקולות פחמן בצורת שרשרת, שמצא באטמוספרות של כוכבי ענק עשירים בפחמן. זמן קצר אחרי הגילוי הציעו מדענים שכדורי באקי עשויים לצוף סביב כוכבים כאלה. ב-2010 מצא טלסקופ החלל שפיצר של נאס"א לראשונה סימנים משכנעים לנוכחותם בחלל.

שפיצר מצא כדורי באקי ב-Tc 1, ענן של חומר שפלט כוכב גוסס. הכוכב היה בעבר דומה לשמש, אך כשהזדקן פלט את שכבותיו החיצוניות. אסטרונומים סבורים שכדורי הבאקי נוצרו בשכבות הפחמן שנפלטו.

מקורות

• Press release: The Nobel Prize in Chemistry 1996. Royal Swedish Academy of Sciences, 1996.
• Raman Spectroscopy of Fullerenes: From C60 to Functionalized Derivatives. Qin et al., Molecules, 2025.
• Thermally Activated Sliding of C60 on Gold. Pierno et al., ACS Omega, 2025.
• Strain-Relief Patterns and Kagome Lattice in Self-Assembled C60 Thin Films Grown on Cd(0001). Wang et al., International Journal of Molecular Sciences, 2021.
• Space Balls (Artist's Concept). NASA Jet Propulsion Laboratory, 2010.
• Law 2: The Ball. International Football Association Board.
• Earth Fact Sheet. NASA, 2024.
• Cesium. PubChem, National Library of Medicine.
• Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.