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Química
LOS COMPUESTOS DEL CARBONO
Introducción - 2ª parte
Las formas definidas del carbono elemental
l carbono elemental existe en varias formas, cada una
de las cuales tiene sus propias características físicas.
Dos de sus formas bien definidas, el diamante y el
grafito, son de estructura cristalina, pero difieren en
propiedades físicas porque las disposiciones de los
átomos en sus estructuras son disímiles.
Una tercera forma, llamada fullereno, consiste en una variedad de moléculas compuestas enteramente de carbono. Las moléculas de fullereno son prometedoras en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo materiales de alta resistencia a la tracción, almacenamiento electrónico y de energía únicos.
El fullereno fue descubierto por casualidad en 1985 como un producto sintético, en el curso de unos experimentos de laboratorio para simular la química en la atmósfera de grandes estrellas. Posteriormente se descubrió que también existía naturalmente en la Tierra en pequeñas cantidades, y también en meteoritos.
Existen otras formas del carbono pero con estructuras amorfas, como el carbón vegetal, que tienen un bajo índice de cristalinidad.
El diamante y el grafito existen en la Tierra en estado natural, y también pueden producirse sintéticamente; son químicamente inertes pero se combinan con oxígeno a altas temperaturas, al igual que el carbono amorfo.
Diamante en estado natural
El término "diamante", es una deformación de la palabra griega "adamas" que significa invencible o inalterable, y describe acertadamente la permanencia de esta forma cristalizada de Carbono, al igual que el grafito, que es otra forma de carbono cristalina.
El diamante puro es la sustancia natural más dura conocida, pobre conductor de la electricidad. El grafito, por otro lado, es un sólido blando y resbaladizo que es buen conductor de calor y electricidad. El carbono, como el diamante, es el más caro y brillante de todas las piedras preciosas naturales y también el más duro de los abrasivos.
El grafito se utiliza como lubricante. En forma microcristalina y casi amorfa, se utiliza como un pigmento negro, un adsorbente, un combustible, un relleno para caucho, y, mezclado con arcilla, como el alma de los lápices. Debido a que conduce la electricidad pero no se funde, el grafito también se utiliza para electrodos en hornos eléctricos y células secas, así como para la fabricación de crisoles para la fundición de metales.
Producción de carbono elemental
Hasta 1955, todos los diamantes se obtuvieron de depósitos naturales, los más significativos en el sur de África, pero también en Brasil, Venezuela, Guayana y Siberia.
La fuente primaria de diamantes es una roca peridética blanda de color azulado llamada kimberlita (nombrada después del famoso depósito en Kimberley, Sudáfrica), que se encuentra en estructuras volcánicas. Pero muchos diamantes existen en depósitos aluviales, presumiblemente como resultado del desgaste de las fuentes primarias. Los hallazgos aislados en todo el mundo en regiones donde no se indican fuentes, no han sido infrecuentes.
El éxito de conversión de grafito a diamante en laboratorio se logró en 1955. El procedimiento consistió en el uso simultáneo de extremadamente altas presiones y temperaturas, con hierro como disolvente o catalizador. Posteriormente, el hierro sustituyó al cromo, manganeso, cobalto, níquel y tántalo. Los diamantes sintéticos se fabrican ahora en varios países, y se utilizan cada vez más como abrasivos industriales en sustitución de materiales naturales.
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