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化学性质富勒烯是稳定的，但并不是完全没有反应性的。
石墨中sp杂化轨道是平面的，而在富勒烯中为了成管或球其是弯曲的，这就形成了较大的键角张力。
当它的某些双键通过反应饱和后，键角张力就释放了，如富勒烯的[6，6]键是亲电的，原子轨道上的变化使得该键从sp2的近似120°成为sp3的约109.5°，从而降低了C60球的吉布斯自由能而稳定。富勒烯即可以形成单加成产物，也可以形成多加成产物。 富勒烯化学是研究富勒烯的化学性质的科学。
功能化富勒烯从而调节其性质的需求促使人们在这个领域展开了大量的研究。例如，富勒烯的溶解度很差，而添加合适的官能团可以提高其溶解度。通过添加一个可以发生聚合的官能团，就可以获得富勒烯聚合物。富勒烯的功能化以分为两类：在富勒烯的笼外进行化学修饰；将分子束缚到富勒烯球内，也就是开孔反应。
因为这个分子的球形结构使碳原子高度棱锥体化，这对其反应活性有深远的影响。据估计，其应变能相当于80%反应热能。共轭碳原子平行性影响杂化轨道sp2，一个获得p电子的sp轨道。p轨道的互相连结扩大在外球面更胜于其内球（碳原子之间以sp杂化轨道连结，富勒烯加工厂，另一个p电子两两形成pi键，还有pi电子形成近似球的复杂pi-pi共轭体系），这是富勒烯是给电体的一个原因；另一个原因是，空的低能级pi轨道上。
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富勒烯结构
C60是高度的Ih对称，高度的离域大π共轭，但不是超芳香体系，他的碳谱只有一条谱线，但是它的双键是有两种，它有30个六元环与六元环交界的键，叫[6，6]键，60个五元环与六元环交界的键，叫[5，6]键。[6，6]键相对[5，6]键较短，C60的X射线单晶衍射数据表明，[6，6]键长是135.5皮米，[5，6]长键是146.7皮米，因此[6，6]有更多双键的性质，也更容易被加成，加成产物也更稳定，而且六元环经常被看作是苯环，五元环被看作是环戊二烯或五元轴烯。C60有1812种个异构体。C60及其相关C70两者都满足这种所谓的孤立五角规则（IPR）。而C84的异构体中有24个满足孤立五角规则的，而其他的51568个异构体则不满足孤立五角规则，这51568 为非五角孤立异构体，而不满足孤立五角规则的富勒烯迄今为止只有几种富勒烯被分离得到，比如分子中两个五边形融合在的一个蛋形笼状内嵌金属富勒烯Tb3NaC84。或具有球外化学修饰而稳定的富勒烯如C50Cl10，以及C60H8。理论计算表明C60的未占据轨道（LUMO）轨道是一个三重简并轨道，因此它可以得到至少六个电子，精华液富勒烯加工厂，常规的循环伏安和差示脉冲伏安法检测只能得到4个还原电势，而在真空条件下使用和的1:5的混合溶剂可以得到六个还原电势的谱图
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CVD金刚石薄膜富勒烯的另一潜在的应用是它们可作为金刚石薄膜生长的均匀成核位置而起重要作用。
富勒烯材料的性质之一是它们在较低温度下升华，对于C60，其升华点大约是600℃，这使得富勒烯在不规则形状表面上的气体沉积覆盖相对来说很容易实现。
另外，由于富勒烯易溶于像苯和这样的极性有机分子溶剂，因而可以在室温下将复杂表面直接浸于制备好的溶液中，待溶剂挥发后就留下一层富勒烯分子薄膜。
金刚石薄膜在方面具有许多应用价值，如作为装甲车表面的抗冲击覆盖层，原液富勒烯加工厂，用于制成光学(X射线，粒子束)窗口，半导体晶片，高硬度表面齿轮，面膜富勒烯加工厂，金刚石-纤维合成材料，以及高温和防辐射电子器件等。应用六：气体储存C60分子的结构比较特别，可以作为比金属及金属合金更加有效的吸氢材料。
目前，中美科学家研究发现了一种新型的具有储存氢气能力的材料“C60+Ca ”，它不仅能存储氢气，还能存储氧气。更优异的是，高压钢瓶存储气压力是63.9×10 Pa ，而60C存储氧气的压力仅仅是52.3×10 Pa . 在低压的条件下用C60存储大量的氧气对于、甚至商业发展都有巨大的作用 。
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