elementos químicos

Alótropos

El fullereno (también se escribe fulereno) es la tercera forma molecular más estable delcarbono, tras el grafito y el diamante. La primera vez que se encontró un fullereno fue en1985: Su naturaleza y forma se han hecho ampliamente conocidas en la ciencia y en lacultura en general, por sus características físicas, químicas, matemáticas y estéticas. Se destaca tanto por su versatilidad para la síntesis de nuevos compuestos como por la armonía de la configuración paradigmática de las moléculas con hexágonos y pentágonos: el icosaedro truncado y los cuerpos geométricos semejantes, con mayor número de caras. Se presentan en forma de esferas, elipsoides o cilindros. Los fullerenos esféricos reciben a menudo el nombre de buckyesferas y los cilíndricos el de buckytubos o nanotubos. Reciben su nombre de Buckminster Fuller, que empleó la configuración de hexágonos y pentágonos en domos geodésicos.- ..................................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=7690faf0ebf7be0571f758c849e57ca506fb51e5&writer=rdf2latex&return_to=Fullereno

El buckminsterfullereno, de fórmula C60, también llamado fullereno o buckybola, es una forma alotrópica del carbono. Descubierto por el británico Harold Kroto y los americanos Robert Curl y Richard Smalley (Premio Nobel de Química en 1996). Este compuesto da el nombre a toda una serie de compuestos: los fullerenos.

 

El nombre de estos compuestos se debe a que el arquitecto Richard Buckminster Fuller había utilizado la forma del C60 en alguna de sus obras. En 1967 , para la EXPO en Montreal, diseñó y construyó una cúpula geodésica en la que usaba elementos hexagonales junto con alguno pentagonal para curvar la superficie

The American Pavilion of Expo '67,  ahora the Biosphère, en Île Sainte-Hélène, Montreal

 

La molécula de fullereno (diámetro de 7 Å) es 100 millones de veces más pequeña que un balón de fútbol, y sin embargo, ambos tienen exactamente la misma simetría y la misma topología (es decir la secuencia de conexiones). El fullereno está formado por 60 átomos de carbono; cada átomo forma parte de dos hexágonos y un pentágono lo que da lugar a una estructura cerrada con la simetría de un icosaedro truncado (poliedro formado por 12 pentágonos y 20 hexágonos).

Esta molécula de 20 átomos de Carbono es la más pequeña de toda una serie de moléculas  esféricas. Se puede aislar a partir del hollín que se produce al hacer saltar un arco eléctrico entre dos electrodos de grafito (algo así como un experimento de relámpagos a escala de laboratorio).

Desde que se descubrió como fabricar estas atractivas y multifacéticas moléculas, no transcurre un día sin que se anuncie un nuevo pariente de la familia "bucky": los "bucky-tubos" (buckytubes o nano-tubes), las "bucky-cebollas" (buckyonions) y las "bucky-canastas" (buckybaskets) o "bucky-bolos" (buckybowls) que aparecieron en 1996 y los "bucky-donuts" (buckydoughnuts) observados en 1997.

Los nano-tubos o "bucky-tubos" (buckytubes) representan probablemente hasta el momento el más importante producto derivado de la investigación en fullerenos. Estos compuestos constituyen uno de los primeros productos industriales de la Nanotecnología

Los nanotubos tienen un diámetro de unos nanometros y, sin embargo, su longitud puede ser de hasta varios cientos de micrometros de longitud (algunos alcanzan un milímetro,1000 micrometros)por lo que dispone de una relación longitud-anchura tremendamente alta y hasta ahora sin precedentes. Algunos están cerrados por media esfera de fullereno o bukybola, y otros no están cerrados. Existen nanotubos monocapa (un sólo tubo) y multicapa (varios tubos metidos uno dentro de otro, al estilo de las famosas muñecas rusas).  La investigación sobre nanotubos es tan apasionante (por sus múltiples aplicaciones y posibilidades) como complejo (por la variedad de sus propiedades electricas, termales y estructurales que cambian según el diámetro, la longitud, la forma de enrollar...). Se han encontrado numerosas aplicaciones de los fullerenos como inclusión de átomos alcalinos en el interior de las bolas de carbono semi-conductoras para darles propiedades metálicas y superconductores de alta temperatura a 30 K, polímeros con fullerenos para dispositivos de conversión de energía solar, lubricantes, dispositivos en micro-electrónica, y hasta la síntesis de fármacos con fullerenos usados como jaulas huecas para alojar fármacos que se liberan en forma controlada. Los nanotubos de carbono forman un material que resulta ser 100 veces más fuerte que el acero y seis veces más ligero. Hay estudios que pretenden utilizar estos materiales en aviones, automóviles y otros medios de locomoción, pues supondría una pérdida de peso y un aumento de su resistencia mecánica. Fullerenos Los fullerenos son un conjunto de formas alotrópicas del carbono, diferentes del diamante y del grafito. Fueron descubiertos por primera vez en 1985 por los investigadores R. Curl, H. Kroto y R. Smalley, aunque su existencia ya fue predicha en 1965. Los fullerenos son moléculas con formas esferoidales que contienen desde 32 hasta 960 átomos de carbono sólidos moleculares, muy estables, ya que no poseen enlaces libres, y que dan lugar a sólidos moleculares blandos. El arquetipo de estas moléculas es la denominada buckminsterfullereno, buckybola o futboleno, de fórmula C60. Nota: (Pulse en las imágenes para ver los modelos vrml) Otras moléculas esferoidales (pero no esferas perfectas) son la C32, la C40, C50, C58 y C70 y los fullerenos gigantes, C240, C540 y C960. El futboleno tiene 20 hexágonos y el C70 tiene 25, pero ambos tienen 12 pentágonos. Nota: (Pulse en las imágenes para ver los modelos vrml) Mas la importancia de los fullerenos no reside exclusivamente en sus curiosas estructuras, sino en las propiedades de los materiales macroscópicos a que pueden dar lugar. En este sentido, el futboleno cristaliza según una red de Bravais CCC denominada fullerita. Nota: (Pulse en la imagen para ver el modelo vrml) Las fulleritas puras son aislantes; ahora bien, impurificadas con átomos de metales alcalinos se comportan como semiconductores y hasta como superconductores. Un ejemplo lo constituye el K3C60, que puede obtenerse disponiendo las moléculas de C60 en las posiciones propias de una red CCC y situando átomos de K en los intersticios tetraédricos como en los octaédricos. El potasio puede ser reemplazado por rubidio o talio. En cualquiera de estos casos, el material exhibe, a muy bajas temperaturas, propiedades superconductoras. El grafito es una de las formas alotrópicas en las que se puede presentar el carbonojunto al diamante, los fulerenos, los nanotubos y el grafeno. A presión atmosférica y temperatura ambiente es más estable el grafito que el diamante, sin embargo la descomposición del diamante es tan extremadamente lenta que sólo es apreciable aescala geológica. Fue nombrado por Abraham Gottlob Werner en el año 1789 y el término grafito deriva del griego γραφειν (graphein) que significa escribir. También se denomina plumbagina y plomo negro. El grafito se encuentra en yacimientos naturales y se puede extraer, pero también se produce artificialmente. El principal productor mundial de grafito es China, seguido deIndia y Brasil.- ...................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=984c2c620d0127f902b6a11a2a9e608d2b00c0e4&writer=rdf2latex&return_to=Grafito Grafito                    (Haga clic en cualquier imagen para verla a pantalla completa) Fórmula química:           C Clase:              Elemento nativo Subclase:        No metálico Etimología:      Deriva del término griego "grafein" que significa escribir. Cristalografía:       Sistema y clase:     Hexagonal 6/m2/m2/m        Grupo espacial:     P63/mmc         a = 2.46 Å, c = 6.74 Å, g = 120º; Z = 4         Líneas de DRX(intensidades) d´s: 3.36(10) - 2.03(5) - 1.675(8) - 1.232(3) - 1.158(5). Propiedades físicas: Color: Gris. Raya:   Negra. Brillo:    Metálico o térreo. Dureza:  1 o 2 Densidad:   2.23 g/cm3 Óptica:  Opaco. Color gris azul oscuro, fuertemente pleocroico y anisótropo. Otras: Muy blando y pinta el papel. Química:       Es carbono puro, aunque puede venir acompañado por óxido de hierro. Inatacable por ácidos. Forma de presentarse:       Cristales aciculares o fibrosos, siendo frecuentes masas hojosas, escamosas, radiadas o granulares. Génesis:       Por metamorfismo de materia orgánica o hidrocarburos. Como componente primario de rocas ígneas. En meteoritos. Yacimientos en España:   En los gneises de Lagares y Valdeorras (Lugo). En las rocas cámbricas, de color gris azulado, en Cabo de Peñas y Vega de Ribadeo (Asturias). En las micacitas de los Pirineos aragoneses, en Port Sahúm (Huesca) y en el Valle de Gistain. En Espinavell (Gerona) y en las pizarras silúricas de San Clemente de Llobregat (Barcelona). En Arlanzón (Burgos), El Muño y Riaza (Segovia), en los gneises de San Lorenzo del Escorial (Madrid) y en Monsagro (Salamanca), con cuarzo y pirita. Yacimientos importantes son los de Guadamur y Puente del Arzobispo (Toledo), donde se encuentra asociado con calcita. En Almadenejos, Almadén y Ballesteros de Calatrava (Ciudad Real). En Marbella, Benahavís, Estepona, Istán, Ojén, Alora y Coín (Málaga), de tipo metamórfico. En Huelma (Jaén) y en Almonaster (Huelva). Igualmente en Alcaraz (Albacete). En Cáceres y San Vicente de Alcántara (Badajoz). Empleo:       Se emplea en la fabricación de crisoles refractarios para las industrias del acero, latón y bronce. Igualmente como lubricante mezclado con aceite. Mezclado con arcilla fina forma las minas de los lápices. Se emplea también en la fabricación de pintura para la protección de estructuras de acero, en el barnizado de moldes y machos de fundición, para electrodos, escobillas de generadores, en galvanotipia, para barras de aislamiento en centrales nucleares.