Universitario

ALOTROPÍA
Hasta hace poco, se creía que solamente existían dos formas alotrópicas: Grafito y Diamante; ambos solidos con redes covalentes.
En el diamante cada átomo de carbona, con hibridación sp3, esta enlazado tetraédricamente a otros cuatro átomos de carbono; al estar todos los enlaces saturados, resulta ser un pésimo conductos de calor y electricidad. Al moverse en un plano de átomos en elcristal del diamante en relación con otro, se requiere romper muchos enlaces fuertes C-C, lo que explica que el diamante sea uno de los minerales de mayor dureza.
El grafito es una sustancia negra que tiene una estructura de capas. Cada capa consiste en átomos de carbono enlazados a otros tres átomos de carbono (C) para dar un patrón hexagonal de átomos acomodados en un plano. Los átomoscomprenden una hibridación sp2con un sistema de electrones π deslocalizados, responsables de la conductividad eléctrica. Las capas de grafito están unidas por fuerzas de Van der Waals, lo que explica que las capas se deslicen unas sobre otras y den como resultado una sustancia de baja dureza.
ARTIFICIALES
1 CRISTALINO
* FULLERENOS
Los Fullerenos, la tercera forma alotrópica del carbono, fuerondescubiertos en 1985 por el Británico Harold Kroto y los americanos Robert Curl y Richard Smalley. Por este descubrimiento, les otorgaron el Premio Nobel de Química en 1966. Los Fullerenos están formados por átomos de carbono que presentan una hibridación intermedia entre la sp2 y la sp3 . Este tipo de hibridación hace posible que los átomos de carbono puedan combinarse formando hexágonos ypentágonos en estructuras tridimensionales cerradas. Al fullereno más común es el C60 (de 60 atomos de carbono) y es similar a un balón de futbol, aunque también se a reportado otros fullerenos: C76 , C100,etc.
Estructura
Los fullerenos son estructuras huecas formadas exclusivamente por carbono –aunque también existen derivados sustituidos– con una forma aproximadamente esférica (estrictamente, unpoliedro con un elevado número de caras; figura 3). Angel Herráez 3
Cada átomo de carbono está enlazado a otros tres, es decir, posee un estado de hibridación sp2, y toda la molécula es aromática (similarmente, en principio, a lo que ocurre en el grafito y el grafeno, pero véase la nota a). A pesar de ello, la estructura obviamente no es plana, sino que los 3 enlaces de cada carbono se desvíanhacia un mismo lado (figura 4). Como consecuencia, existe una tensión, pero la elevada simetría la distribuye por igual sobre toda la estructura. Dicha tensión se reduce, obviamente, cuanto más grande es el fullereno.
Desde el punto de vista geométrico5 tal estructura cerrada sólo es compatible con 12 anillos pentagonales y un número variable de anillos hexagonales (equivalentes al benceno). Entodos los fullerenos se cumplen estas relaciones:
p = 12; c = 2 × h+10; h =c2- 10
(p = nº de pentágonos; h = nº de hexágonos; c = nº de carbonos)
El más pequeño posible se denomina C20 y está formado exclusivamente por 12 pentágonos, sin ningún anillo hexagonal (es un dodecaedro con 20 átomos de carbono). El primer fullereno descubierto por Kroto y col., el C60, tiene 20 hexágonos además de los12 pentágonos (se puede considerar un icosaedro truncado, figura 5) y, además de su similitud con las cúpulas geodésicas de Buckminster Fuller, es completamente análogo a los balones de fútbol tradicionales (blancos con pentágonos negros).
APLICACIONES POTENCIALES DE LOS FULLERENOS
Se han propuesto numerosas aplicaciones potenciales para los fullerenos, aunque su utilización real avanza máslentamente. Cabe citar la química de síntesis, como catalizadores, la fabricación de células solares, en fotodetectores de rayos X, en telecomunicaciones, como recolectores de radicales libres, en pilas de combustible... Dado que sus propiedades ópticas cambian mucho al exponerse a la luz, se propone también su uso en dispositivos fotónicos.
* Polímeros electroactivos (dando reacciones de...