Fulerenos

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1.- DEFINICIÓN

Fulereno es la tercera forma más estable que tiene el carbono, seguidamente del diamante y el conocido grafito. Son macromoléculas de carbono individuales, con estructuras cerradas formadas por varias decenas de átomos de carbono únicamente.

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Los fulerenos reciben a menudo el nombre de buckyesferas. Estos nombres derivan del arquitecto Buckminster Fuller, diseñadorde los “domos geodésicos”, los cuales son cúpulas esféricas de cristal fabricadas en base a láminas de vidrio en forma pentagonal y hexagonal unidas por sus lados.

Dentro de los fulerenos el más conocido es el C60 con una forma totalmente esférica, pero los hay de más carbonos como son, entre otros, el C70, C76, C84, C240, C540 y C960, y también los hay con menor número de carbonos como elC32, C44, C50 y C58, los cuales presentan un arreglo geométrico cuasi esférico o en forma de elipsoide.

En 1991 se detectó una forma más de carbono, el nanotubo, que es una macromolécula de forma cilíndrica rematada en sus extremos por hemiesferas. Por último, en el año 2004 dos rusos, Andrey Geim y Konstantin Novoselov descubrieron el grafeno, que es un material nanométricobidimensional. Consiste en una hojuela cuasiplana con pequeños ondulaciones, dando la apariencia de un panal de abejas, con un grosor de un átomo de carbono. Según cómo se enrolla el grafeno, se obtienen diferentes estructuras. Por ejemplo como una esfera, es un fulereno, y como cilindro, es un nanotubo de carbono.

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2.- PROPIEDADES

Pocas veces a lo largo de la historia de actual de laquímica una investigación ha dado lugar de forma inesperada al descubrimiento de una familia de moléculas tan excepcional como es la de los fulerenos, que constituye una nueva forma alotrópica (estructura en la que se puede encontrar una especie) del carbono, además de grafito y diamante, y posee unas propiedades excepcionales. Particularmente destaca la geometría tridimensional altamente simétrica deestas moléculas. A comienzos del siglo XXI, las propiedades químicas y físicas de fulerenos todavía están bajo intenso estudio, en laboratorios de investigación pura y aplicada.

Richard Buckminster Fuller, un visionario ingeniero e inventor estadounidense que es conocido por ser el primero en descubrir las propiedades de las cúpulas geodésicas. Las cúpulas geodésicas pueden sostener su propiopeso de manera infinita sin importar cuál sea su tamaño, teniendo en cuenta que los fulerenos son estructuras similares, se puede hacer una idea de la resistencia, la estabilidad y las interesantísimas propiedades que estos compuestos tienen a un nivel molecular.

A continuación se destacan las principales propiedades:

- En la naturaleza se presenta como un sólido negro de densidad 1,68g/cm3. Las moléculas de fulereno permanecen unidas por débiles fuerzas intermoleculares, por lo que poseen libertad de movimiento. A consecuencia de ello, el cristal es plástico a temperatura ambiente.

- Los fulerenos no son muy reactivos debido a la estabilidad de los enlaces tipo grafito, sin embargo, los investigadores han podido aumentar su reactividad uniendo grupos activos a las superficiesde los fulerenos.

- Son solubles en ciertos disolventes orgánicos (tolueno y disulfuro de carbono) e insolubles en disolventes polares o con enlaces de hidrógeno (agua). Las disoluciones de buckminsterfulereno puro tienen un color púrpura intenso. El fulereno es la única forma alotrópica del carbono que puede ser disuelta. Estas propiedades de solubilidad condicionan decisivamente laquímica de los fulerenos que es muy rica y variada.

- El comportamiento de la química en los fulerenos se basa fundamentalmente en reacciones de adición (incorporación átomos o grupos de átomos a la estructura). Así, los fulerenos pueden adicionar hidrógeno, halógenos, oxígeno, metales, radicales. Se pueden atrapar otros átomos dentro de los fulerenos; de hecho existen evidencias de ello...
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