Alótropos
alótropos del oxígeno, entre los cuales el más familiar es el oxígeno molecular (O2), abundantemente presente en laatmósfera terrestre y también conocido como dioxígeno u oxígeno triplete. Otro alótropo es el ozono (O3), altamente reactivo. Entre los demás se encuentran:
- El oxígeno atómico (O1, un radical libre).
- El oxígeno singlete (O2), cualquiera de los dos estados metaestables de oxígeno molecular.
- El tetraoxígeno (O4), otra forma metaestable.
- El oxígeno sólido, que existe en seis fases de variados distintas, de los cuales uno es el O8 y otro es metálico.
peste del estaño es un fenómeno muy particular de este elemento químico, el cual tiene una gran sensibilidad ante bajas temperaturas. Expuesto a la influencia de éstas, el estaño “enferma”. En lugar de blanco argénteo adquiere color gris, aumenta devolumen (alrededor de un 26%), comienza a desmenuzarse y con frecuencia se convierte en polvo. La terminología que se emplea para denominar a este fenómeno, conocido desde hace siglos, es la peste del estaño, y también es a veces llamado lepra o enfermedad del estaño. El estaño "enfermo" puede "contagiar" al metal sano, de ahí la denominación de peste.La peste del estaño se explica sabiendo que el estaño puro tiene dos formas alotrópicas, el estaño α (gris), polvo no metálico,semiconductor, de estructura cúbica y estable a temperaturas inferiores a 13,2 °C; y el estaño β (blanco), el normal, metálico, conductor eléctrico, de estructura tetragonal y estable a temperaturas por encima de 13,2 °C. El estaño α es muy frágil y tiene un peso específico más bajo que la forma blanca, por lo que la transformación alotrópica α→β se verifica con una reducción del volumen importante. La transformación inversa β→α se verifica espontáneamente a temperaturas por debajo de la de transición, provocando el fenómeno descrito. Éste es apreciable por la aparición de manchas grises en el estaño blanco, que son quebradizas al tacto y que se propagan por la pieza a medida que se sucede la transformación, reduciéndola finalmente a polvo. Aunque la peste se pueda comenzar a formar a cualquier temperatura menor de 13,2 °C, la mayoría de los investigadores están de acuerdo en que a esa temperatura la conversión del estaño es muy lenta y que la tasa máxima de formación se alcanza entre -30 °C y -40 °C.Hay una serie de metales que aceleran y otros que retardan o eliminan la formación de la peste del estaño. Así, la transformación se ve acelerada por la presencia de impurezas (aluminio y zinc), pero puede prevenirse mediante la adición de bismuto, antimonio, plomo u otros metales altamente solubles. Por otro lado, la probabilidad de que los elementos menos solubles y que forman intermetálicos con el estaño sean capaces de suprimir la peste, es menor. Ejemplos de tales metales son la plata y, en especial, el cobre.
En 1812 el imperio francés cruzará el rio Niemen, frontera entonces entre Prusia y Rusia, y comenzará la invasión. Pese al éxito inicial de la campaña, con continuadas victorias y la posterior llegada hasta Moscú; pronto el invierno y la táctica de tierra quemada aplicada por el ejército ruso harán mella en las tropas napoleónicas hasta el punto de que éstas comenzaron la retirada. El camino de retorno se convirtió en una odisea. Miles de soldados perecieron debido a las gélidas condiciones climáticas, a la escasez de alimentos y al empuje de la vanguardia del ejército ruso que venía persiguiendo el repliegue de las tropas imperiales. La invasión fue un auténtico desastre para la “Grande Armée”, de los 420.000 soldados franceses y aliados que iniciaron la guerra solamente 10.000 sobrevivieron. Dentro de las explicaciones que se suelen indicar para el fracaso de la invasión se encuentra una leyenda con trasfondo químico. Aunque el fenómeno es real y completamente fundamentado es dudoso que realmente sucediera.
Se ha sostenido que los abrigos que empleaban los soldados franceses constaban de botones fabricados con estaño. Éste metal presenta una característica estructural bastante curiosa y que da lugar a un fenómeno hartamente conocido hace siglos y que se denomina la “peste del estaño”.
El estaño metálico posee dos estructuras cristalinas diferentes, α-Sn y β-Sn. La forma β es la más común puesto que es estable entre 13.2 y 232 ºC y se conoce como estaño blanco; la forma α es estable por debajo de los 13.2 ºC y es más frágil que la anterior, de manera que se suele encontrar pulverizada, esta estructura se denomina estaño gris. Aunque la transición del estaño blanco al gris tiene lugar a partir de 13.2 ºC, el proceso es muy lento a este valor y está aceptado que la transformación es más rápida a -20 o -30ºC. Cuando la transición comienza en una pieza de estaño blanco, el color argento del sólido comienza a adquirir un color gris opaco y el volumen se incrementa hasta que comienza a desmenuzarse. Al final sólo queda normalmente un polvo gris oscuro. Este link recoge una grabación del proceso. El término de peste del estaño hace referencia al carácter progresivo de la transición y a que el contacto de una pieza donde la transformación está en curso con otra intacta de estaño blanco contagia el fenómeno, de manera que en la pieza inalterada comienza la transición.
Invasión napoleónica rusa
La peste del estaño podría explicar la causa de la derrota de las tropas napoleónicas bajo el rudo invierno ruso. Se ha sugerido que los botones de estaño blanco que llevaban los soldados franceses en sus abrigos se transformaron en estaño gris cuando las temperaturas bajaron. Una vez transformados, los botones se pulverizaron impidiendo cerrar los abrigos. De esta manera, el frío caló más intensamente en los soldados y aceleró la muerte por congelación. Probablemente, la peste del estaño no fue la responsable del desastre, puesto que se piensa que los botones eran realmente de madera u otro material más barato y accesible que el estaño. De todas formas, si la peste del estaño se hubiera producido no sería la única explicación del colosal número de defunciones.
Los órganos europeos de las iglesias también padecieron la peste del estaño. Sus largos tubos se desmoronaban a medida que la transición acaecía.
Aunque la peste del estaño es un bonito ejemplo de una explicación química para un evento histórico parece cuestionable su verdadero papel en tal acontecimiento. El proceso es conocido desde hace siglos y sería presuntuoso aventurar que el imperio napoleónico ignoraba su existencia, ya que su poder científico y técnico era el más avanzado de Europa por aquel tiempo.
Aunque los teóricos han especulado1 2 3 sobre la existencia y las posibles propiedades del siliceno, los investigadores observaron primero estructuras de silicio que sugerían al siliceno en 2010.4 5 6 Usando el microscopio de efecto túnel, estudiaron el autoensamblaje molecular de las nanocintas de siliceno y las hojas de siliceno depositadas sobre un cristal de plata con resolución atómica. Las imágenes revelaron hexágonos en una estructura de panal similar a la del grafeno.
Los cálculos con la Teoría del funcional de la densidad (DFT) mostraron que los átomos de silicio tienden a formar tales estructuras de panal en la plata, y a adoptar una ligera curvatura que la hace más apropiada para una configuración tipo grafeno.
En adición a su potencial compatibilidad con las técnicas existentes de semiconductores, el siliceno tiene la ventaja de que sus bordes no exhiben reactividad al oxígeno.7
Recientes cálculos DFT han revelado que los grupos (clústers) de siliceno son excelentes materiales para aplicaciones FET. Curiosamente, el siliceno en 2D no es realmente plano y parecen haber distorsiones como arrugas tipo silla distortions en los anillos. Esto lleva a tener ondas ordenadas en su superficie. La hidrogenación de silicenos a silicanos es bastante exotérmica. Esto ha llevado a la predicción de que el proceso de conversión del siliceno al silicane (siliceno hidrogenado) puede ser un eventual candidato para el almacenamiento de hidrógeno. A diferencia del grafito, el cual consiste de varias capas de grafeno débilmente unidas mediante fuerzas de dispersión, el acople entre capas en los silicenos es muy fuerte.8
La primera revisión sobre el siliceno ha aparecido.
El tricarbono o C3 es un pequeño cluster de carbono observado por primera vez a principios del siglo XX por William Huggins en la cola de un cometa, y posteriormente identificado en atmósferas estelares. El tricarbono se encuentra en el espacio interestelar y puede producirse en el laboratorio mediante la técnica de la ablación por láser. Los clústeres pequeños de carbono como el tricarbono son considerados precursores del hollín y están implicados en la formación de ciertos diamantes de grado industrial y en la formación defulerenos. El nivel fundamental de la geometría molecular del tricarbono ha sido identificado via sus característicos modos de vibración y torsión simétricos y asimétricos, y a sus longitudes de enlace de 129 a 130 picómetros, correspondientes a los alcanos. El potencial de ionización se ha determinado experimentalmente y está entre 11 y 13,5 eV. En contraste con el tricarbono neutro, lineal, el C3+ es angular.
El C3 también ha sido identificado como especie intermedia en diversas reacciones de combustión.
La síntesis de C3 fue investigada por el Profesor Emérito Philip S. Skell, de la Universidad Estatal de Pennsylvania, en los años 1960.
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