Grafeno
Páginas: 11 (2738 palabras)
Publicado: 17 de julio de 2014
Grafeno
Representación artística del grafeno.
Micrografía HRTEM (High Resolution Transmission Electron Microscopy) de Grafeno.
El grafeno es una sustancia formada de carbono puro, con átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un átomo de espesor. Es muy ligero, una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan sólo 0,77 miligramos. Se considera 200veces más fuerte que el acero y 200 veces menos pesado.
Es un alótropo del carbono, un teselado hexagonal plano (como panal de abeja) formado por átomos de carbono y enlaces covalentes que se generan a partir de la superposición de los híbridos sp2 de los carbonos enlazados.
El Premio Nobel de Física de 2010 se les otorgó a Andréy Gueim y a Konstantín Novosiólov por sus revolucionariosdescubrimientos acerca de este material.1 2
Mediante la hibridación sp2 se explican mejor los ángulos de enlace, a 120°, de la estructura hexagonal del grafeno. Como cada uno de los carbonos contiene cuatro electrones de valencia en el estado hibridado, tres de esos electrones se alojan en los híbridos sp2, y forman el esqueleto de enlaces covalentes simples de la estructura.
El electrón sobrantese aloja en un orbital atómico tipo P perpendicular al plano de los híbridos. El solapamiento lateral de dichos orbitales da lugar a formación de orbitales de tipo π. Algunas de estas combinaciones propician un gigantesco orbital molecular deslocalizado entre todos los átomos de carbono que constituyen la capa de grafeno.
El nombre proviene de intercambio –en el vocablo grafito– de sufijos:«ito» por «eno»: propio de los carbonos con enlaces dobles. En realidad, la estructura del grafito puede considerarse una pila de gran cantidad de láminas de grafeno superpuestas.3 Los enlaces entre las distintas capas de grafeno apiladas se deben a fuerzas de Van der Waals e interacciones de los orbitales π de los átomos de carbono.
Estructura cristalina del grafito. Se ilustran lasinteracciones de las diversas capas de anillos aromáticos condensados.
En el grafeno la longitud de los enlaces carbono-carbono es de aproximadamente 142 pm (picómetros). Es el componente estructural básico de todos los demás elementos grafíticos, incluidos el propio grafito, los nanotubos de carbono y los fullerenos.
A esta estructura también se le puede considerar una molécula aromática extremadamenteextensa en las dos direcciones espaciales. Es decir, sería el caso límite de una familia de moléculas planas de hidrocarburos aromáticos policíclicos denominada grafenos.
Índice [ocultar]
1 Descripción
2 Propiedades destacadas
2.1 Otras propiedades interesantes desde el punto de vista teórico
3 Propiedades mecánicas
4 Descubrimiento
5 Aplicaciones en electrónica
6 Técnicas de produccióndel grafeno
7 Grafeno en el espacio
8 Compañías y universidades punteras en la investigación del grafeno
9 Véase también
10 Referencias
11 Enlaces externos
Descripción[editar]
Anteriormente, se han utilizado para el término grafeno descripciones como capas de grafito, capas de carbono u hojas de carbono. [...] No es correcto utilizar, para una sola capa, un término que incluya el términografito, que implica una estructura tridimensional. El término grafeno debe ser usado sólo cuando se trata de las reacciones, las relaciones estructurales u otras propiedades de capas individuales.
En este sentido, al grafeno se le ha definido como hidrocarburo aromático policíclico infinitamente alternante de anillos de sólo seis átomos de carbono. La molécula más grande de este tipo contiene 222átomos de carbono o 37 «unidades de benceno» separadas.4
Las cifras de la oración anterior son las contenidas en el resumen de la cita. Debería ser: 111 átomos de carbono y 111 átomos de hidrógeno o, más simple, 222 átomos, lo cual resulta de 37 × 6 (átomos de carbono –o de hidrógeno– del benceno, de fórmula C6H6) = 222, o bien: 18,5 anillos de benceno: 18,5 x 12 (átomos del benceno) =...
Representación artística del grafeno.
Micrografía HRTEM (High Resolution Transmission Electron Microscopy) de Grafeno.
El grafeno es una sustancia formada de carbono puro, con átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un átomo de espesor. Es muy ligero, una lámina de 1 metro cuadrado pesa tan sólo 0,77 miligramos. Se considera 200veces más fuerte que el acero y 200 veces menos pesado.
Es un alótropo del carbono, un teselado hexagonal plano (como panal de abeja) formado por átomos de carbono y enlaces covalentes que se generan a partir de la superposición de los híbridos sp2 de los carbonos enlazados.
El Premio Nobel de Física de 2010 se les otorgó a Andréy Gueim y a Konstantín Novosiólov por sus revolucionariosdescubrimientos acerca de este material.1 2
Mediante la hibridación sp2 se explican mejor los ángulos de enlace, a 120°, de la estructura hexagonal del grafeno. Como cada uno de los carbonos contiene cuatro electrones de valencia en el estado hibridado, tres de esos electrones se alojan en los híbridos sp2, y forman el esqueleto de enlaces covalentes simples de la estructura.
El electrón sobrantese aloja en un orbital atómico tipo P perpendicular al plano de los híbridos. El solapamiento lateral de dichos orbitales da lugar a formación de orbitales de tipo π. Algunas de estas combinaciones propician un gigantesco orbital molecular deslocalizado entre todos los átomos de carbono que constituyen la capa de grafeno.
El nombre proviene de intercambio –en el vocablo grafito– de sufijos:«ito» por «eno»: propio de los carbonos con enlaces dobles. En realidad, la estructura del grafito puede considerarse una pila de gran cantidad de láminas de grafeno superpuestas.3 Los enlaces entre las distintas capas de grafeno apiladas se deben a fuerzas de Van der Waals e interacciones de los orbitales π de los átomos de carbono.
Estructura cristalina del grafito. Se ilustran lasinteracciones de las diversas capas de anillos aromáticos condensados.
En el grafeno la longitud de los enlaces carbono-carbono es de aproximadamente 142 pm (picómetros). Es el componente estructural básico de todos los demás elementos grafíticos, incluidos el propio grafito, los nanotubos de carbono y los fullerenos.
A esta estructura también se le puede considerar una molécula aromática extremadamenteextensa en las dos direcciones espaciales. Es decir, sería el caso límite de una familia de moléculas planas de hidrocarburos aromáticos policíclicos denominada grafenos.
Índice [ocultar]
1 Descripción
2 Propiedades destacadas
2.1 Otras propiedades interesantes desde el punto de vista teórico
3 Propiedades mecánicas
4 Descubrimiento
5 Aplicaciones en electrónica
6 Técnicas de produccióndel grafeno
7 Grafeno en el espacio
8 Compañías y universidades punteras en la investigación del grafeno
9 Véase también
10 Referencias
11 Enlaces externos
Descripción[editar]
Anteriormente, se han utilizado para el término grafeno descripciones como capas de grafito, capas de carbono u hojas de carbono. [...] No es correcto utilizar, para una sola capa, un término que incluya el términografito, que implica una estructura tridimensional. El término grafeno debe ser usado sólo cuando se trata de las reacciones, las relaciones estructurales u otras propiedades de capas individuales.
En este sentido, al grafeno se le ha definido como hidrocarburo aromático policíclico infinitamente alternante de anillos de sólo seis átomos de carbono. La molécula más grande de este tipo contiene 222átomos de carbono o 37 «unidades de benceno» separadas.4
Las cifras de la oración anterior son las contenidas en el resumen de la cita. Debería ser: 111 átomos de carbono y 111 átomos de hidrógeno o, más simple, 222 átomos, lo cual resulta de 37 × 6 (átomos de carbono –o de hidrógeno– del benceno, de fórmula C6H6) = 222, o bien: 18,5 anillos de benceno: 18,5 x 12 (átomos del benceno) =...
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