elementos químicos

Alótropos

El carbono amorfo es el carbono que no tiene una estructura cristalina. Como con todos los materiales vítreos, puede presentarse algún orden de corto alcance, pero no hay patrones de largo alcance de las posiciones atómicas.

Aunque puede fabricarse carbono completamente amorfo, el carbono amorfo natural (como el hollín) realmente contiene cristales microscópicos de grafito,¹ algunas veces diamante.² A escala macroscópica, el carbono amorfo no tiene una estructura definida, puesto que consiste en pequeños cristales irregulares, pero a escala nanomicroscópica, puede verse que está hecho de átomos de carbono colocados regularmente

El carbón y el hollín o negro de carbón son llamados informalmente carbono amorfo. Sin embargo, son productos de la pirólisis, que no produce carbono amorfo verdadero bajo condiciones normales. La industria del carbón divide al carbón en varios grados, dependiendo de la cantidad de carbono presente en la muestra, comparada con la cantidad de impurezas. El grado más alto, antracita, es aproximadamente 90 por ciento carbono y 10% otros elementos. El carbón bituminoso es aproximadamente 75-90% carbono, y el lignito es el nombre del carbón que tiene alrededor de 55 por ciento de carbono..

El carbono amorfo

Anteriormente, ya hemos visto lo que es el carbono. Estamos vez vamos a centrarnos en elcarbono amorfo. Como su nombre lo indica, el carbono amorfo es un tipo de carbono deforme debido a la falta de la estructura cristalina. Si bien puede llegar a encontrarse algún patrón de corto alcance, no vamos a encontrar ninguno de largo alcance.

Si bien el carbono amorfo puede ser fabricado artificialmente por el ser humano, existe también carbono amorfo natural como es el caso del hollín. El carbono amorfo natural contiene cristales microscópicos de grafito y en ocasiones también de diamante. Si lo vemos a simple vista, es decir a una escala macroscópìca, veremos que el carbono amorfo no posee una estructura definida sino que consiste en un gran cantidad de pequeño cristales irregulares. De todas formas, si lo miramos a lo que sería una escala nanomacroscópica, veremos que está compuesto por átomos de carbono regulares.

El carbón y también el hollín son conocidos popularmente como carbono amorfo. Sin embargo, estos dos son resultados de una combustión, lo cual no genera carbono amorfo de manera natural. La industria del carbón lo divide en diferentes grados según la cantidad de carbono presente. Con un 90% de carbono o más se le reconoce como antracita, con un 70% se le llama carbón bituminoso mientras que con un 50% se le nombra como lignito.

El carbono amorfo

17 de agosto de 2011 Publicado por Mónica González

¿Que es lo que el duro diamante, el blando grafito y los exóticos fullerenos y nanotubos presentan en común? Son todos alótropos de carbono, esto es, substancias simples diferentes compuestas por un único tipo de elemento. Veamos la tabla a continuación:

Alótropos	Fórmula	Estructura
Hollín	Cn (estructura aleatoria con predominancia de carbono sp2)
Grafito	Cn (hojas paralelas de anillos aromáticos unidos)
Diamante	Cn (cristales con carbono sp3)
Fullerenos	C60 es el más común, pero existen decenas de otras moléculas como C20 y C70
Nanotubos de Carbono	Cn, son tubos con estructura semejante a las hojas de grafito.

Estos alótropos presentan en común otro aspecto: tienen una infinidad de usos, gracias a sus propiedades únicas. Detallaremos un poco de estos usos y propiedades:

Carbono amorfo como pigmento negro

El carbono amorfo es una forma semejante al grafito, pero con muchos “defectos”, esto significa, sin las extensas hojas que aparecen en el grafito. Puede ser preparado de varias formas (y con diferentes grados de pureza), desde la captura del hollín, hasta la carbonización de material vegetal o animal, que lleva a carbones activados.

Sus usos principales son como pigmento negro, en colorantes, alimentos y otros materiales como neumáticos y como material desodorizante y filtrante para agua y gases en máscaras.

Grafito para escritura y más

El grafito está compuesto de extensas capas de átomos de carbono, que forman hojas con anillos unidos – más o menos como una tela-. Estas telas de carbono se deslizan fácilmente unas sobre otras y al escribir con un lápiz de grafito, el rastro dejado es causado por estas capas que van esparciéndose a medida que el lápiz es rozado contra el papel.

Esta misma propiedad “deslizante” del grafito permite que el sea utilizado como lubricante, especialmente para altas temperaturas – ya que este material resiste a más de 3000 ºC antes de comenzar a fundirse-. Por este mismo motivo y también por conducir electricidad con razonable facilidad, el grafito puede ser utilizado como electrodo para hornos eléctrico, donde conduce corriente eléctrica suficiente para fundir metales.

Los diamantes no son para siempre

Los diamantes son la substancia natural más dura que se conoce. Son densos y transparentes, cuando puros, con un alto índice de refracción que esparce la luz con más eficiencia que un prisma de vidrio (especialmente luego que es lapidado).

Debido a su dureza, son tradicionalmente utilizados para cortar otros materiales y más recientemente han sido fabricadas finas capas de diamante para proteger superficies muy especiales. También son aislantes eléctricos y excelentes conductores de calor. Pero los diamantes no son para siempre ya que siendo de carbono, pueden quemarse en llamas suficientemente calientes en presencia de O2.

Fullerenos son bolas de carbono

Los fullerenos son el único alótropo molecular del carbono, o sea, no son formas con millares de átomos aglomerados. Son minúsculas bolas con números determinados de átomos de carbono. El C60 es el más común, pero existen decenas de otras moléculas, como el C20 y el C70.

Fueron descubiertos en 1985, cuando científicos investigaban los tipos de macromoléculas de carbono que podrían formarse en las nebulosas del espacio. Hoy se sabe que hay trazos de fullerenos en hollín y en algunos minerales. Aún no existen aplicaciones comerciales, pero si, muchas aplicaciones potenciales.

Los Nanotubos son fruto de la investigación con fullerenos

La investigación con fullerenos les valió el Novel a los investigadores en 1996. Y animó el ramo de los alótropos de carbono. Hoy existen millares de investigadores trabajando con una u otra forma inusual de carbono, los nanotubos.

Imaginemos que una de aquellas bien conocidas hojas de grafito se dobla en forma de tubo. Un nanotubo es más o menos esto, pudiendo ser de paredes simples, dobles o múltiples, abiertos o cerrados. Estos tubos son casi unidimensionales (poseen un largo mucho superior al ancho) y existen diversos prototipos de circuitos electrónicos, dispositivos y materiales conteniendo nanotubos. Los pronósticos de productos para el área médica son muy interesantes.

Como se puede ver, el carbono, este elemento tan conocido por la humanidad, aún reserva muchas sorpresas para el futuro.

Lee todo en: El carbono amorfo | La Guía de Química http://quimica.laguia2000.com/elementos-quimicos/el-carbono-amorfo#ixzz3bF9TRNBv