Quels sont les allotropes du carbone?

Le carbone, en raison de ses propriétés de liaison chimique unique, a les allotropes les plus stables de n'importe quel élément. Certains allotropes de carbone, comme le graphite et le diamant, se produisent naturellement; D'autres, comme les nanotubes, doivent être fabriqués en laboratoire. L'abondance et la polyvalence du carbone en font l'un des matériaux les plus étudiés de la recherche en nanotechnologie, et ses allotropes ont un large éventail de propriétés utiles, telles que la résistance à la traction élevée et les points de fusion élevés.

Le carbone et le graphite amorphes sont les deux allotropes les plus courants, et ils constituent la majorité des composés de carbone naturels tels que le charbon et la suie. Le carbone amorphe n'a pas de structure cristalline particulière, comme la plupart des lunettes. Les atomes de carbone en graphite sont disposés en couches; Chaque couche a des liaisons solides qui le maintiennent ensemble, mais les couches ne se lient pas fortement, et ils peuvent facilement être frottés les uns des autres. Le graphite pyrolytique pur, où les couches sont toutes disposées dans le même plan, est un matériau extrêmement fort et résistant à la chaleurAL utilisé dans des environnements à haute température à haute température. Le graphite effectue de l'électricité et peut être utilisé comme modérateur pour les réacteurs nucléaires.

Diamond, l'autre allotrope de carbone naturel, a une structure cristalline rigide et entrelacée. Le diamant est l'une des substances les plus dures connues et est utilisée dans l'industrie pour moudre et couper les matériaux. La transparence et la durabilité du diamant le rendent très apprécié en tant que pierre précieuse, et le secteur des bijoux a transformé l'exploration de diamants en une industrie de plusieurs milliards de dollars. Le diamant peut être fabriqué synthétiquement à partir d'autres allotropes, mais il nécessite des températures et des pressions extrêmement élevées.

D'autres allotropes plus exotiques incluent des buckyball, des nanotubes et des nanofoam de carbone. Ceux-ci se produisent naturellement dans la suie et ont été trouvés dans au moins une nébuleuse planétaire, bien qu'elles puissent également être créées synthétiquement. Buckyball est fermé, réseaux de carbone en forme de balle àOMS, qui forment des pentagones et des hexagones imbriqués. Les nanotubes de carbone partagent la même structure que le graphite, mais au lieu d'avoir une pile de couches, un nanotube s'enroule et se lie avec lui-même, formant un long cylindre. Les nanotubes de carbone ont une résistance à la traction très élevée, ce qui les rend attrayants comme de nouveaux matériaux de construction, bien qu'ils ne soient pas aussi forts sous compression.