¿Cuáles son los alotropos del carbono?
El carbono, debido a sus propiedades únicas de unión química, tiene los alotropos más estables de cualquier elemento. Algunas alotropas de carbono, como el grafito y el diamante, ocurren naturalmente; Otros, como los nanotubos, deben fabricarse en el laboratorio. La abundancia y la versatilidad del carbono lo convierten en uno de los materiales más estudiados en la investigación de nanotecnología, y sus alotropos tienen una amplia gama de propiedades útiles, como la alta resistencia a la tracción y los puntos de fusión altos.
El carbono y el grafito amorfo son los dos alotropas más comunes, y constituyen la mayoría de los compuestos de carbono natural, como el carbón y el hollín. El carbono amorfo no tiene una estructura cristalina particular, como la mayoría de las gafas. Los átomos de carbono en grafito están dispuestos en capas; Cada capa tiene fuertes enlaces que lo mantienen unido, pero las capas no se unen fuertemente y se pueden frotar fácilmente. El grafito pirolítico puro, donde las capas están dispuestas en el mismo plano, es un material extremadamente fuerte y resistente al calorAl se usa en entornos de alto estrés y alta temperatura. El grafito realiza electricidad y puede usarse como moderador para los reactores nucleares.
Diamond, el otro altropo de carbono natural, tiene una estructura cristalina rígida e entrelazada. Diamond es una de las sustancias más duras conocidas y se usa en la industria para moler y cortar materiales. La transparencia y la durabilidad del diamante lo hacen muy apreciado como una piedra preciosa, y el negocio de la joyería ha convertido la minería de diamantes en una industria multimillonaria. El diamante se puede fabricar sintéticamente a partir de otros alotropas, pero requiere temperaturas y presiones extremadamente altas para formar.
Otros alotropos más exóticos incluyen buckyballs, nanotubos y nanofoam de carbono. Estos ocurren naturalmente en el hollín y se han encontrado en al menos una nebulosa planetaria, aunque también se pueden crear sintéticamente. Las bolas Bucky están cerradas, redes de carbono cerradas en forma de pelota aOMS, que forman pentágonos y hexágonos entrelazados. Los nanotubos de carbono comparten la misma estructura que el grafito, pero en lugar de tener una pila de capas, un nanotubo se envuelve y se une con sí mismo, formando un cilindro largo. Los nanotubos de carbono tienen una resistencia a la tracción muy alta, lo que los hace atractivos como nuevos materiales de construcción, aunque no son tan fuertes bajo compresión.