克羅托等人之所以能夠勾畫出C60的分子結(jié)構(gòu),富勒的啟示起了關(guān)鍵性作用,因此他們一致建議,用布克米尼斯特·富勒（Buckminster Fuller）的姓名加上一個詞尾-ene來命名C60及其一系列碳原子簇,稱為Buckminsterfullerene,簡稱Fullerene,中譯名為富勒烯.
近年來,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),除金剛石、石墨外,還有一些新的以單質(zhì)形式存在的碳.其中發(fā)現(xiàn)較早并已在研究中取得重要進(jìn)展的是C60分子.C60分子是一種由60個碳原子構(gòu)成的分子,它形似足球,因此又名足球烯.C60是單純由碳原子結(jié)合形成的穩(wěn)定分子,它具有60個頂點和32個面,其中12個為正五邊形,20個為正六邊形.其相對分子質(zhì)量約為720.處于頂點的碳原子與相鄰頂點的碳原子各用近似于sp2雜化軌道重疊形成σ鍵,每個碳原子的三個σ鍵分別為一個五邊形的邊和兩個六邊形的邊.碳原子雜化軌道理論計算值為sp2.28,每個碳原子的三個σ鍵不是共平面的,鍵角約為108°或120°,因此整個分子為球狀.每個碳原子用剩下的一個p軌道互相重疊形成一個含60個π電子的閉殼層電子結(jié)構(gòu),因此在近似球形的籠內(nèi)和籠外都圍繞著π電子云.分子軌道計算表明,足球烯具有較大的離域能.C60具有金屬光澤,有許多優(yōu)異性能,如超導(dǎo)、強(qiáng)磁性、耐高壓、抗化學(xué)腐蝕、在光、電、磁等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景. 　　碳納米管是典型的富勒烯,又稱巴基管,是一種管狀結(jié)構(gòu)的碳原子簇,直徑約幾納米,長約幾微米.據(jù)理論計算,碳納米管纖維的強(qiáng)度是鋼的100倍,而質(zhì)量僅為鋼的1/7,如果能做成碳纖維,將是理想的輕質(zhì)高強(qiáng)度材料.碳納米管還具有極強(qiáng)的儲氣能力,可以在燃料電池儲氫裝置上.
C60是一種碳原子簇.它有確定的組成,60個碳原子構(gòu)成像足球一樣的32面體,包括20個六邊形,12個五邊形.由于這個結(jié)構(gòu)的提出是受到建筑學(xué)家富勒(Buckminster Fuller）的啟發(fā).富勒曾設(shè)計一種用六邊形和五邊形構(gòu)成的球形薄殼建筑結(jié)構(gòu).因此科學(xué)家把C60叫做足球烯,也叫做富勒烯,因為32面體的每個頂點上的碳原子跟三個其它的碳原子相鄰.如同苯環(huán)上每個碳原子都是sp2雜化.p軌道在環(huán)的上、下形成π鍵一樣,足球烯每個頂角上的碳原子也都滿足sp2雜化的要求,（類似萘環(huán)上兩個不帶氫原子的碳原子）剩余的p軌道在C60分子的外圍和內(nèi)腔形成π鍵.所以C60是一種烯. 因為C60是石墨、金剛石的同素異形體,因此有科學(xué)家聯(lián)想到用廉價的石墨作原料合成C60,也有人想到它含有苯環(huán)單元的結(jié)構(gòu),或許可以選用苯作原料合成C60.這些設(shè)想最后都實現(xiàn)了.現(xiàn)在,1000g苯可以制得3gC70和C60的混合物（它們的比率為0.26～5.7）. 　　大自然鬼斧神工的巧合,這60個C原子在空間進(jìn)行排列時,形成一個化學(xué)鍵最穩(wěn)定的空間排列位置,恰好與足球表面格的排列一致.
物理性質(zhì)
顏色與性狀
　　C60在室溫下為紫紅色固態(tài)分子晶體,有微弱熒光.
分子大小
　　C60分子的直徑約為7.1埃（1埃= 10^ -10 米即一百億分之一米）.
密度
　　C60的密度為1.68g/cm^3.
溶解性
　　C60不溶于水等強(qiáng)極性溶劑,在正己烷、苯、二硫化碳、四氯化碳等非極性溶劑中有一定的溶解性.
導(dǎo)電性
　　C60常態(tài)下不導(dǎo)電.因為C60大得可以將其他原子放進(jìn)它內(nèi)部,并影響其物理性質(zhì),因而不可導(dǎo)電.另外,由于C60有大量游離電子,所以若把可作β衰變的放射性元素困在其內(nèi)部,其半衰期可能會因此受到影響.
超導(dǎo)性
　　1991年,赫巴德(Hebard）等首先提出摻鉀C60具有超導(dǎo)性,超導(dǎo)起始溫度為18K,打破了有機(jī)超導(dǎo)體（Et)2Cu[N(CN)2]Cl超導(dǎo)起始溫度為12.8K的紀(jì)錄.不久又制備出Rb3C60的超導(dǎo)體,超導(dǎo)起始溫度為29K.摻雜C60的超導(dǎo)體已進(jìn)入高溫超導(dǎo)體的行列.研究顯示,這類材料是以晶格里的電洞來傳導(dǎo)電流（類似p型半導(dǎo)體）,若加入其它分子（例如三溴甲烷）來拉長晶格間距,還可以有效地提升其超導(dǎo)相變溫度至117K.中國在這方面的研究也很有成就,北京大學(xué)和中國科學(xué)院物理所合作,成功地合成了K3C60和Rb3C60超導(dǎo)體,超導(dǎo)起始溫度分別為8K和28K.有科學(xué)工作者預(yù)言,如果摻雜C240和摻雜C540,有可能合成出具有更高超導(dǎo)起始溫度的超導(dǎo)體.
磁性
　　阿勒曼(Allemand）等人在C60的甲苯溶液中加入過量的強(qiáng)供電子有機(jī)物四（二甲氨基）乙烯（TDAE）,得到了C60(TDAE)C0.86的黑色微晶沉淀,經(jīng)磁性研究后表明是一種不含金屬的軟鐵磁性材料.居里溫度為16.1K,高于迄今報道的其它有機(jī)分子鐵磁體的居里溫度.由于有機(jī)鐵磁體在磁性記憶材料中有重要應(yīng)用價值,因此研究和開發(fā)C60有機(jī)鐵磁體,特別是以廉價的碳材料制成磁鐵替代價格昂貴的金屬磁鐵具有非常重要的意義.
化學(xué)性
周環(huán)反應(yīng)
　　富勒烯的[6,6]鍵可以與雙烯體或雙烯親和體反應(yīng),如D-A反應(yīng).[2+2]環(huán)加成可以形成四元環(huán),如苯炔.1,3偶極環(huán)加成反應(yīng)可以生成五元環(huán),被稱作Prato反應(yīng).富勒烯與卡賓反應(yīng)形成亞甲基富勒烯.周環(huán)反應(yīng)
加氫還原
　　富勒烯氫化有幾個容易的方法.氫化富勒烯如C60H18,C60H36.然而,完全氫化的C60H60僅僅是假設(shè)存在因為分子張力過大.高度氫化富勒烯不穩(wěn)定,富勒烯與氫氣直接反應(yīng)在高溫條件下的直接反應(yīng)會導(dǎo)致籠結(jié)構(gòu)崩潰,而形成的多環(huán)芳烴.
羥基化反應(yīng)
　　富勒烯可以通過羥基化反應(yīng)得到富勒多醇（fullerenols）和富勒醇.其水溶性取決于其（富勒醇）分子中羥基數(shù)的多少.一種方法是富勒烯與稀硫酸和硝酸鉀反應(yīng)可生成C60(OH)15.另一種方法是在稀氫氧化鈉溶液的催化下反應(yīng)由TBAH增加24 到26個羥基.羥基化反應(yīng)也有過用無溶劑氫氧化鈉與過氧化氫和富勒烯反應(yīng)的報道.用過氧化氫與富勒烯的反應(yīng)合成C60(OH)8,羥基的最大數(shù)量,可以達(dá)到36至40個.
氧化還原反應(yīng)
　　氧化還原反應(yīng)： 　　在光照的條件下將C60與O2反應(yīng)生成環(huán)氧化物C60O2,但這種環(huán)氧化物不穩(wěn)定,用礬土分離時能還原成C60.
加成反應(yīng)
　　C60可以與氫或鹵素單質(zhì)進(jìn)行加成.把其完全氫化便得絨毛球烷（Fuzzyball）,化學(xué)式為C60H60（加成進(jìn)的氫原子有可能C60在籠內(nèi)也可能在C60外部）.烷基自由基R可與C60反應(yīng)生成RC60加和物,RC60可生成C60直接鍵和啞鈴狀二聚體RC60-C60R.
親電加成
　　富勒烯也可以發(fā)生親電反應(yīng).可以在富勒烯球外加成24個溴原子.最多親電加成紀(jì)錄保持者是C60F48.根據(jù)氟硅烷的結(jié)構(gòu)（在硅元素中）還難以預(yù)測C60F60是否可能有一些氟原子在“endo”位置（指富勒烯內(nèi)部）,這種化合物是比起球型更類似于一個管狀的富勒烯分子.
配位反應(yīng)
　　富勒烯在有機(jī)金屬化學(xué)中作為配體.[6,6]雙鍵是缺電子的,通常與金屬成鍵的η= 2（配位化學(xué)中的常數(shù)）.鍵合模式如η= 5或η=6可以因作為配體的球狀富勒烯改變而改變.富勒烯和硫羰基鎢W(CO)6在環(huán)己烷溶液中,陽光直接照射下反應(yīng)生成的（η²-C60)5 W(CO)6.
內(nèi)嵌反應(yīng)
　　指通過化學(xué)手段選擇性地切斷富勒烯骨架上的碳碳鍵來制備開孔富勒烯的反應(yīng).開孔后就可能把一些小分子裝到碳球中,如氫分子、氦、鋰等.第一個開孔富勒烯是在1995由Wudl等報道的.
反加成
　　反加成反應(yīng)即Retro-Additions(RA）.研究表明,通過RA消去,取代基實現(xiàn)了他們的目的后便與富勒烯主體分離.
與金屬的反應(yīng)
　　C60與金屬的反應(yīng)分為兩種情況：一種是金屬被置于C60碳籠的內(nèi)部；另一種是金屬位于C60碳籠的外部： 　　1)C60碳籠內(nèi)配合物生成反應(yīng).C60碳籠為封閉的中空的多面體結(jié)構(gòu),其內(nèi)腔直徑為7.1埃,內(nèi)部可嵌入原子、離子或小分子形成新的團(tuán)簇分子,C60 + AC60(A）.Smalley等人現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)能與C60生成C60(A）的金屬有：K、Na、Cs、La、Ba、Sr、U、Y、Ce、Sm、Eu、Gd、Tb、Ho、Th等.除金屬外,He、Ne等惰性氣體及LiF、LiCl、NaCl等極性分子亦可移置C60籠中. 　　2)C60碳籠外鍵合反應(yīng).Ohno等人發(fā)現(xiàn)能與C60鍵合的金屬有：V、Fe、Co、Ni、Rh、Cu、La、Yb、Ag等.
顏色反應(yīng)
　　C60可以溶于二硫化碳中.顏色呈紫紅色.