Alotropos del carbono
ALÓTROPOS DEL CARBONO
¿Qué son los alótropos del carbono?
Alotropía: Es la propiedad que poseen determinados elementos químicos
de presentarse bajo estructuras moleculares diferentes, en el mismo estado
físico.
- a) Diamante
- b) Grafito
- c) Lonsdaleita
- d) Buckminsterfullereno
- e) Nanotubo de carbono
- g) Grafeno
DIAMANTE
El diamante, es uno de los alótropos del carbono mejor
conocidos, cuya dureza y alta dispersión de la luz lo hacen útil para
aplicaciones industriales y joyería. Es el mineral natural más duro conocido,
lo que lo convierte en un abrasivo excelente y le permite mantener su pulido y
lustre extremadamente bien. No se conocen sustancias naturales que puedan
rayar, o cortar, un diamante.
Propiedades físicas
Color Típicamente amarillo,
marrón o gris a incoloro. Menos frecuente
azul, verde, negro, blanco
translúcido, rosado, violeta, anaranjado, púrpura y rojo.
Raya Incolora
Lustre Adamantino
Transparencia Transparente a
subtransparente a translúcido.
Sistema cristalino Isométrico-Hexoctaédrico
(Sistema cristalino cúbico)
Fractura Concoidal
Dureza 10
Densidad 3,5 – 3,53 g/cm3
Índice de refracción 2,4175 – 2,4178
Birrefringencia Ninguna
Pleocroísmo Ninguno
Propiedades ópticas Refractiva simple
Alotropía:
Es la propiedad que poseen determinados elementos químicos
de presentarse bajo estructuras moleculares diferentes, en el mismo estado
físico.
Aplicaciones
•Refractarios
En la producción de ladrillos. Para
refinar y mejorar los aceros.
•Revestimiento
Recubrimiento de tubos de
televisión, de substancias explosivas, de fundición del fierro y el acero.
En la fabricación de balatas y el
fortalecimiento de metales.
•Material eléctrico
Fabricación de conductores en
motores eléctricos y otros equipos eléctricos para aviones y submarinos.
Elaboración de cepillos de carbón
para motores eléctricos y electrodos.
•Generación de electricidad
En la fabricación de baterías
secas.
•Productos químicos
En la manufactura de empaques
especiales.
Ingrediente en la fabricación de
caucho, explosivos y pulimentos.
Elaboración de fibras y
municiones.
Agente aislante en las coladas de
acero.
Relleno para juntas y cojinetes.
•Pinturas
Elaboración de pinturas y
pigmentos.
•Lubricantes
Lubricante ya que se adhiere a la
superficie metálica rellenando los poros.
•Puntillas para lápices
En la elaboración de puntillas
para lápices
LONSDALEITA
La lonsladeita se utiliza en aplicaciones industriales y
joyerías.
-Propiedades
Básicamente es carbono como el diamante,
pero con una estructura molecular diferente que la hace más resistente. Las
moléculas del diamante se forman de manera piramidal mientras que las de la
lonsdaleíta son hexagonales.
BUCKMINSTERFULLERENO
El buckminsterfullereno C60 puede
tener aplicaciones en distintos campos aunque todavía se está investigando para
una mayor eficacia.
- Imitación del diamante
- Catalizadores
- Productos cosméticos
- Los superconductores
- Agente abrasivo para cortar y moler aplicaciones.
- Colorantes y pigmentos
- Electrodos
- Aditivo lubricante
- Antioxidante para usos medicinales
- Los antibióticos a bacterias diana
- Contra el cáncer de algunos tipos de células
- Polímeros fotoactivos
-Propiedades
El buckminsterfullereno es un sólido negro de
densidad 1,68 g/cm3 con débiles interacciones intermoleculares que hacen que
las moléculas
esféricas se encuentren rotando
libremente a temperatura ambiente originando un cristal plástico.
Su estabilidad se ha justificado
mediante la regla del pentágono aislado, que permite solo la formación de
aquellos fullerenos en los que los anillos pentagonales se encuentran separados
entre sí mediante hexágonos. De todos los fullerenos posibles, el C60 es el
fullereno más pequeño que obedece esta regla. Está constituido por 12
pentagonos y 20 hexágonos, estando los pentágonos aislados entre sí.
Algunos experimentos sugieren que
el C60 al cual se le ha añadido metales alcalinos posee propiedades catalíticas
similares a las del platino.
NANOTUBOS DE CARBONO
BIOLOGIA MOLECULAR
- Transporte drogas y medicamentos
- Almacenamiento
ELECTRÓNICA
- Nanoelectrónica
CIENCIA DE MATERIALES
- Materiales compuestos reforzados
-Propiedades
Propiedad Propiedad
Tamaño 0.6 a 0.18 nm de diámetro. Capacidad
conductora
Densidad 1.33 a 1.40 g/cm3 Emisión
de campo
Fuerza tensil 45 mil millones de pascales Transmisión de calor
Resisiliencia Puede doblarse a grandes ángulos y vuelve a su estado
original sin daño Estabilidad térmica
CARBONO AMORFO
La principal uso industrial del carbono es como componente de
hidrocarburos, especialmente los combustibles fósiles (petróleo y gas natural).
Del primero se obtienen, por destilación en las refinerías, gasolinas,
queroseno y aceites, siendo además la materia prima empleada en la obtención de
plásticos. El segundo se está imponiendo como fuente de energía por su
combustión más limpia. En el caso del carbono amorfo se añade goma para mejorar sus propiedades
mecánicas. Además se emplea en la formación de electrodos, como el de las
baterías. Obtenido por sublimación del grafito, es fuente de los fulerenos que
pueden ser extraídos con disolventes orgánicos.
También es usado en la construcción como aditivo para el
acero para hacer más rígidas las estructuras y menos flexibles, hasta en los vehículos
de carrera se usa fibra de carbono para poder resistir los impactos, e incluso
en las sondas espaciales se usa fibra de carbono.
-Propiedades
El carbono amorfo se caracteriza por un grado muy bajo de
cristalinidad. El carbono amorfo puro puede obtenerse calentando azúcar
purificada a 900ºC en ausencia de aire. El punto de fusión del grafito es 3.925ºC
y su densidad es 2,25 kg/m³.
Éste puede presentar desde propiedades poliméricas hasta
elevadas durezas y resistencias al desgaste o fricciones extremadamente bajas.
Además, la incorporación de metales, oxígeno, silicio, flúor u otros elementos,
modifican principalmente su estrés intrínseco, dureza, resistencia al desgaste,
energía superficial o fricción, según el caso.
Aunque todas las propiedades pueden variar según la cantidad
de carbono presente en la muestra, comparada con la cantidad de impurezas. El
grado más alto es la Antracita, con un 90% de carbono y 10% de otros elementos.
El Carbón bituminoso es aproximadamente del 75 - 90% de carbono, y el Lignito
tiene alrededor de 55% de carbono.
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