EL CARBONO

Miguel Ángel Villa O.

Gimnasio Los Alcázares

Sabaneta

2014

¿QUÉ ES?

Carbono, de símbolo C, es un

elemento crucial para la exis-

tencia de los organismos vivos,

y que tiene muchas aplicacio-

nes industriales importantes. Su

número atómico es 6; y pertene-

ce al grupo 14 (o IV A) del sistema

periódico.

El carbono es un elemento

ampliamente distribuido

en la naturaleza, aunque

sólo constituye un 0,025%

de la corteza terrestre,

donde existe principal-

mente en forma de carbo-

natos.

- Varios minerales, como caliza, dolomita, ye-

so y mármol, tienen carbonatos.

- Todas las plantas y animales vivos están

formados de compuestos orgánicos complejos

en donde el carbono está combinado con hi-

drógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elemen-

tos.

- Los vestigios de plantas y animales vivos

forman depósitos: de petróleo, asfalto y be-

tún. Los depósitos de gas natural contienen

compuestos formados por carbono e hidró-

geno.

¿PARA QUE SE UTILIZA?

- El principal uso industrial del carbono

es como componente de hidrocarburos,

especialmente los combustibles fósiles

(petróleo y gas natural).

- Como elemento de aleación principal de

los aceros.

- En varillas de protección de reactores

nucleares.

- Las pastillas de carbón se emplean

en medicina para absorber las toxinas

del sistema digestivo.

- El carbón activado se emplea en siste-

mas de filtrado y purificación de agua.

- El grafito se combina con arcilla para

fabricar las minas de los lápices. Además

se utiliza como aditivo en lubricantes.

- Las pinturas anti-radar utilizadas en

el camuflaje de vehículos y aviones mili-

tares están basadas igualmente en el

grafito,

Nombre Carbono

Número atómico 6

Valencia 2,+4,-4

Configuración elec-

trónica 1s22s22p2

Masa atómica (g/mol) 12,01115

Densidad (g/ml) 2,26

Punto de ebullición

(ºC) 4830

Punto de fusión (ºC) 3727

Estructura molecular de carbono

El átomo de carbono, debido a su

configuración electrónica, presenta

una importante capacidad de combi-

nación. Los átomos de carbono pue-

den unirse entre sí formando estruc-

turas complejas y enlazarse a áto-

mos o grupos de átomos que confie-

ren a las moléculas resultantes pro-

piedades específicas. La enorme diver-

sidad en los compuestos del carbono

hace de su estudio químico una im-

portante área del conocimiento pu-

ro y aplicado de la ciencia actual.

Alótropos del Carbono

Diamante

E l d i a m a n t e e s u n o d e

los Alótropos del carbono mejor cono-

cidos, cuya dureza y alta dispersión de

la luz lo hacen útil para aplicaciones

industriales y joyería. El diamante es

el mineral natural más duro conocido,

l o q u e l o c o n v i e r t e e n

un abrasivo excelente y le permite man-

tener su pulido y lustre extremadamen-

te bien. No se conocen sustancias natu-

rales que puedan rayar o cortar un dia-

mante.

GRAFITO

El grafito es uno de los Alótropos más

comunes del carbono. A diferencia del

diamante, el grafito es un conductor

eléctrico, y puede ser usado, por ejemplo,

como material en los electrodos de una

lámpara de arco eléctrico. El grafito

tiene la distinción de ser la forma más

estable de carbono a condiciones están-

dar. En consecuencia, es usado

en termoquímica como el estado están-

dar para definir el calor de forma-

ción de los compuestos de carbono.

APLICACIONES DEL GRAFITO

1.) Se utiliza para hacer la mina de los lápices.

El grafito se emplea en ladrillos, crisoles, etc.

Al deslizarse las capas fácilmente en el grafi-

to, resulta ser un buen lubricante sólido.

2.) Se utiliza en la fabricación de diversas pie-

zas en ingeniería, como pistones, juntas, aran-

delas, rodamientos, etc.

3.) Este material es conductor de la electrici-

dad y se usa para fabricar electrodos. Tam-

bién tiene otras aplicaciones eléctricas, como

los carbones de un motor, que entran en

contacto con el colector.

4.) Se emplea en reactores nucleares, co-

mo moderadores y reflectores.

5.) Es usado para crear discos de grafito pare-

cidos a los de discos vinilo salvo por su ma-

yor resistencia a movimientos bruscos de las

agujas lectoras.

6.) Se puede crear Grafeno, material de alta

conductividad eléctrica y térmica, futuro

sustituto del silicio en la fabricación

de chips.

GRAFENO

¿qué es?

A partir del carbono se consigue el gra-

feno.

Este material surge cuando pequeñísimas

partículas de carbono se agrupan de for-

ma muy densa en láminas de dos dimen-

siones muy finas.

su estructura es similar a la que resulta

de dibujar un panal de abejas en un folio.

¿Por qué en un folio? Porque es una super-

ficie plana, de dos dimensiones, como el

grafeno.

APLICACIONES DEL GRAFENO

Ordenadores, coches, teléfonos móvi-

les y equipos de música son, por men-

cionar sólo algunos de ellos, cosas

que encontramos frecuentemente en

nuestra vida cotidiana en las que el

grafeno se podría llegar a aplicar.

-Por sus propiedades, el grafeno puede

servir como material en la fabrica-

ción de aviones, satélites espaciales o

automóviles, haciéndolos más segu-

ros.

CARBONO AMORFO

El carbono amorfo es el carbono que no

tiene una estructura cristalina. A esca-

la macroscópica, el carbono amorfo no

tiene una estructura definida, puesto

que consiste en pequeños cristales irre-

gulares, pero a escala nano microscópi-

ca, puede verse que está hecho de átomos

de carbono colocados regularmente.

El carbono amorfo se encuentra con

distintos grados de pureza en el carbón

de leña, el carbón, el coque, el negro de

carbono y el negro de humo.

APLICACIONES DEL CARBONO AMORFO

Se emplea en la formación de elec-

trodos, como el de las baterías. Obte-

nido por sublimación del grafito, es

fuente de los fulerenos que pueden

ser extraídos con disolventes orgá-

nicos.

También es usado en la construcción

como aditivo para el acero para ha-

cer más rígidas las estructuras y me-

nos flexibles, hasta en los vehículos

de carrera se usa fibra de carbono

para poder resistir los impactos, e in-

cluso en las sondas espaciales se usa

fibra de carbono.

LA LONSDALEÍTA

La lonsdaleíta es un polimorfo hexa-

gonal de carbono encontrado en

meteoritos, así llamado en honor de

Kathleen Lonsdale. Es una forma se-

mejante al diamante, sin embargo he-

x a g o n a l ( p o l i m o r f o ) .

Encontrada por primera vez en 1967

en cristales microscópicos asociados

al diamante en restos de meteorito

impactado en Arizona.

Buckminsterfullereno

El buckminsterfullereno, buckybola o futboleno,

es una molécula de fullereno esférico con la fór-

mula empírica C60. Presenta una estructura tridi-

mensional en forma de jaula integrada por ani-

llos de carbono unidos en una configuración

de icosaedro truncado que asemeja a un balón de

fútbol. Se encuentra formado por veinte anillos de

carbonohexagonales y doce anillos pentagonales,

con un átomo de carbono en los vértices de ca-

da polígono, y un enlace en cada una de

las aristas.

El nombre es un homenaje a Buckminster Fuller, el

ingeniero inventor de la cúpula geodésica, que tie-

ne una enorme semejanza con esta molécula. El bu-

ckminsterfullereno fue la primera molécula de fu-

llereno en ser descubierta, y también es la que se en-

cuentra con mayor frecuencia en la naturaleza,

tanto es así que puede ser encontrada en

el hollín en pequeñas cantidades.