Alotropría del Carbono

Alotropía.
Alotropía es la propiedad que poseen determinados elementos químicos de presentarse bajo estructuras moleculares diferentes, o con características físicas distintas, como el fósforo, que se presenta como fósforo rojo y fósforo blanco (P4), o el carbono, que lo hace como grafito, diamante y fulereno. Para que a un elemento se le pueda denominar como alótropo, sus diferentesestructuras moleculares deben presentarse en el mismo estado físico.
La explicación de las diferencias que presentan en sus propiedades se ha encontrado en la disposición de los átomos de carbono en el espacio. Por ejemplo, en los cristales de diamante, cada átomo de carbono está unido a cuatro átomos de carbono vecinos, adoptando una ordenación en forma de tetraedro que le confiere una particulardureza. En el grafito, los átomos de carbono están dispuestos en capas superpuestas y en cada capa ocupan los vértices de hexágonos regulares imaginarios. De este modo, cada átomo está unido a tres de la misma capa con más intensidad y a uno de la capa próxima en forma más débil. Esto explica porqué el grafito es blando y untuoso al tacto. La mina de grafito del lápiz forma el trazo porque, aldesplazarse sobre el papel, se adhiere a éste una pequeña capa de grafito. El diamante y el grafito, por ser dos sustancias simples diferentes, sólidas, constituidas por átomos de carbono que reciben la denominación de variedades alotrópicas del elemento carbono.
En el estado sólido las propiedades alotrópicas ocurren en elementos de una misma composición, pero aspectos diferentes. Por lo tanto, lapropiedad debe ocurrir en el mismo estado de agregación de la materia.
Una tercera variedad alotrópica del carbono es el fullereno (C60) o buckminsterfullereno.


Alótropos del Carbono.
Comúnmente se conocen 8 alótropos del carbono.



Diamante: El diamante es uno de los alótropos del carbono mejor conocidos, cuya dureza y alta dispersión de la luz lo hacen útil para aplicacionesindustriales y joyería. El diamante es el mineral natural más duro conocido, lo que lo convierte en un abrasivo excelente y le permite mantener su pulido y lustre extremadamente bien. No se conocen sustancias naturales que puedan rayar, o cortar un diamante.
El mercado para los diamantes de grado industrial opera de un modo muy diferente a su contraparte de grado gema. Los diamantes industriales sonvaluados principalmente por su dureza y conductividad térmica.
Cada átomo de carbono en un diamante está unido covalentemente a otros cuatro átomos de carbono, dispuestos en un tetraedro. Estos tetraedros, juntos, forman una red tridimensional de anillos de carbono de seis miembros (similar al ciclohexano), en la conformación de silla, permitiendo que haya tensión de ángulo de enlace de cero. Esta redestable de enlaces covalentes y anillos hexagonales es la razón de que el diamante sea increíblemente duro.
Grafito: Es uno de los alótropos más comunes del carbono. A diferencia del diamante, el grafito es un conductor eléctrico, y puede ser usado, por ejemplo, como material en los electrodos de una lámpara de arco eléctrico. El grafito tiene la distinción de ser la forma más estable de carbonoa condiciones estándar. En consecuencia, es usado en termoquímica como el estado estándar para definir el calor de formación de los compuestos de carbono.
El grafito es capaz de conducir la electricidad, debido a la deslocalización de los electrones π sobre y debajo de los planos de los átomos de carbono.
Los grafitos naturales y cristalinos no son usados frecuentemente en forma pura comomateriales estructurales, debido a sus planos irregulares, fragilidad y propiedades mecánicas inconsistentes.
Grafeno: Una sola capa de grafito, que alguna vez se creyó ser imposible, es denominada grafeno y tiene propiedades eléctricas, térmicas y físicas extraordinarias. Puede ser producido por epitaxia(deposición química de vapor) en una superficie aislante, o por exfoliación mecánica (pelado...