Formas alotropicas del carbono

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FORMAS ALOTRÓPICAS DEL CARBONO

El carbono es sólido a temperatura ambiente, y según la forma en la que se haya formado, presenta en la naturaleza diferentes formas, conocidas como formas alotrópicas.

En la alotropía del carbono, se conocen cinco formas, sin contar con el carbono amorfo, y son: grafito, diamante, fullerenos, carbonos, y nanotubos.

En éste caso trataremos las tres primerasformas alotrópicas por ser las más usadas, famosas o abundantes.

Grafito:

El grafito posee una estructura laminar (como se puede observar en la figura), las láminas están separadas por capas, y cada capa tiene una separación entra ellas de 3.35 Å, que se corresponde a la suma de los radios de Van der Waals, lo que nos indica que las fuerzas entre las capas debe de ser relativamente débil.Este hecho nos indica la blandura del grafito, así como las propiedades lubricantes, que se suele atribuir al deslizamiento de una capa sobre la otra.

Las capas pueden ondularse, debido a la saturación de los átomos de carbono y la pérdida, por tanto del sistema π. Este hecho confiere propiedades como la no conductividad, o el ser incoloros.

Solamente se conocen dos tipos:

* Óxido degrafito

* Fluoruro de grafito.

* El óxido de grafito: Se obtiene tratando al grafito con agentes oxidantes muy fuertes en estado acuoso, como el ácido nítrico o el permanganato de potasio. La composición no es totalmente fija, pero se asemeja al C2O, aunque puede contener algo de H, y sus capas se encuentran separadas de 6 a 11 Å.

* Fluoruro de grafito: Se obtiene a través defluoración directa del grafito a unos 600º C de temperatura. A menor temperatura, y en presencia del HF, se forma un sólido gris (o también blanco si está puro), con propiedades lubricantes como el grafito, pero en este caso es más resistente a la oxidación, siendo también hidrófobo y nada reactivo.

Puede ocurrir que las capas mantengas su planaridad, en este caso tienen las propiedades de estarcoloreados y ser conductores.

El carbón y el hollín, están formados por partículas pequeñas de grafito, sirviendo las grandes superficies de estos materiales para absorber distintos gases y solutos.

Los objetos que se comercializan fabricados en fibra de carbono, se producen al pirolizar las fibras de los polímeros orgánicos.

El grafito tiene hoy en día diversas aplicaciones, en lafabricación de lápices, debido a la buena conducción de la electricidad y el calor, también se utiliza el grafito para revestir los moldes de galvanoplastia, para poder fabricar crisoles o moldes que serán sometidos a altas temperaturas. También se usa para evitar las oxidaciones, y en los últimos tiempos, es considerado como un buen mineral para la construcción de armamento nuclear, debido a su uso parareducir la acción de neutrones de uranio.

Fullerenos:

Se forman cuando el grafito se vaporiza en un láser. Esta es una variedad de grupos, grandes que tienen un núcleo constante de átomos de carbono.

Se denomina fullereno a dicho agrupamiento de átomos, siendo el más famoso el conocido como C60.

Fue descubierto en 1985 por H. Kroto, cuando intentaba estudiar la estructura de una moléculade carbono, misteriosa hasta el momento, que existe en el espacio exterior.

La investigación demostró que un modelo de 60 átomos, era más fuerte y estable que el resto, cosa inexplicable en aquel momento. La búsqueda de respuestas sugirió, que los átomos se colocaban en forma de esfera formando hexágonos y pentágonos, haciendo recordar a la forma de la cúpula del arquitecto Richard BuckminsterFuller, de ahí que se les de el nombre de Fullerenos.

Una curiosa característica es el hecho de que los hexágonos y pentágonos coinciden siempre en 60 puntos, configurando un aspecto de balón de futbol, y es por ello que también se les conocen con el nombre de futbolano. Desde que fueron descubiertos, los fullerenos se han investigado rápidamente, avanzando mucho en su conocimiento.

Los...
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