Universidad Tecnológica del Centro de Veracruz

Programa educativo de Nanotecnología

Segundo Cuatrimestre

Enero – Abril 2013

Química orgánica

MI. maría Oliveres Vidad

FORMAS ALOTRÓPICAS DEL CARBONO

Zeferina Luis Méndez

5696

Cuitláhuac, Ver. A 27 de Enero de 2013

FORMAS ALOTRÓPICAS DEL CARBONO.

El carbono es un elemento químico, su número atómico es 6 y su símbolo

6. Es un elemento único debido al gran número de compuestos que puede

formar; se consideran alrededor de un millón de compuestos formados por

carbono, aunque también es válido decir que el carbono forma aún más

compuestos de la suma de todos los compuestos creados por el resto de

los elementos.

Se define alotropía como la existencia de diferentes formas de un

compuesto químico, es decir una estructura diferente pero un mismo estado

físico.

En el carbono se conocen dos grandes formas alotrópicas: el diamante y el

grafito; sin embargo recientemente se han añadido dos formas más: los

fullerenos y los nanotubos de carbono.

El diamante: cada átomo de carbono se encuentra unido con otros cuatro para formar unidades tetraédricas y una estructura compacta en tres dimensiones, esta se extiende a lo largo de todo un cristal, lo cual le hace poseer la mayor dureza de toda la naturaleza. Además es incoloro, no conductor de la electricidad, pesado, frágil, exfoliable e insoluble.

El grafito: cada átomo se une a otros tres ubicados en el mismo plano para formar una red de hexágonos en dos dimensiones. Está formado por capas de carbono compuestas por anillos hexagonales de átomos, capaces de deslizarse una sobre la otra, por lo que puede usarse como lubricante. Además tiene un color negro o gris oscuro, un brillo poco intenso, es graso al tacto y buen conductor de calor y electricidad. Se usa en la fabricación de electrodos, crisoles refractarios, minas de lápices y productos lubricantes.

Los fullerenos: son estructuras huecas formadas exclusivamente por carbono –aunque también existen derivados sustituidos– con una forma aproximadamente esférica (estrictamente, un poliedro con un elevado número de caras; cada átomo de carbono está enlazado a otros tres, es decir, posee un estado de hibridación sp2, y toda la molécula es aromática A pesar de ello, la estructura obviamente no es plana, sino que los 3 enlaces de cada carbono se desvían hacia un mismo lado. 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 geométrico tal estructura cerrada sólo es compatible con 12 anillos pentagonales y un número variable de anillos hexagonales (equivalentes al benceno).

Los nanotubos: son estructuras cilíndricas, cuyos extremos pueden estar abiertos o bien cerrados con una semiesfera, la mitad de un fullereno. El diámetro de un nanotubo es de unos pocos nanómetros (de ahí su nombre; esto es entre diez y cincuenta mil veces más delgado que un cabello), mientras que su longitud puede alcanzar escala macroscópica. Los tubos tienden a empaquetarse paralelamente formando haces más gruesos.

Conclusión: El carbono es un elemento con una gran facilidad para enlazarse con otros elementos, formando así compuestos de gran importancia como el dióxido de carbono (CO2). También tiene una gran aplicación en la industria por ejemplo en los combustibles fósiles como el petróleo y el gas natural. En forma de grafito y acompañado de la arcilla se puede fabricar las minas de lápices y se utiliza como aditivo en lubricantes. En forma de diamante se utiliza para la construcción de joyas, y como material de corte. En el campo de la nanomedicina se estudia el fullereno, su potencial y su uso medicinal como fijador de antibióticos específicos en su estructura para atacar bacterias resistentes y ciertas células cancerígenas. Los nanotubos de carbono tienen la habilidad para trabajar a escala molecular, átomo a átomo. Esto permite crear grandes estructuras con fundamentalmente nueva organización molecular. Además son materiales de “base”, utilizados para la síntesis de nanoestructuras vía autoensamblado. Tienen propiedades y simetría únicas que determinan sus potenciales aplicaciones en campos que van desde la electrónica, formación de compositores, almacenamiento de energía, sensores o biomedicina.

Bibliografía

http://www.inprega.cl/pdf/quimica-mmedia-2.pdf

repositorio.sistemauno.com.co/.../Formas%20alotrópicas%20del%20carbono

http://www.cdlmadrid.org/cdl/archivospdf/ciencias/estructuras-carbono.pdf