Apotrópicos de carbono

Três dos amadores de carbono mais comuns

O que são altotrópicos de carbono?

A palavra allotrópica refere -se às diferentes formas moleculares nas quais um elemento químico pode ser apresentado. Portanto, os amadores de carbono são todas as formas, naturais ou não, pois o elemento de carbono puro pode ser apresentado.

Apesar de ter exatamente a mesma composição, os muitos podem ter propriedades completamente diferentes.

Isso é especialmente notório no caso de alotrópias de carbono. Como veremos mais adiante, um dos outros, o diamante, forma perfeitamente transparente e incrivelmente dura cristais, enquanto outros são substâncias macias e quebradiças.

Em seguida, todos os alotops de carbono são descritos até agora, juntamente com suas propriedades mais destacadas e suas aplicações:

Diamante

Estrutura microscópica de diamante e grafite

O diamante é a forma mais estável de carbono e é uma das duas amasos mais conhecidos desse elemento. É composto de átomos de carbono tetraédrico com hibridação SP³ ligado por meio de ligações covalentes c-c simples em uma rede covalente tridimensional.

Este alotopo de carbono é naturalmente ou pode ser fabricado industrialmente a partir de grafite com altas pressões.

Propriedades

• Consiste em um sólido cristalino transparente e incolor que pode ser polido em alto brilho.
• É o mineral mais difícil conhecido pelo homem. Isso significa que um diamante é capaz de arranhar a superfície de qualquer outro material e só pode ser arranhado com outro diamante.
• É um dos elementos naturais mais caros do mundo.
• É o melhor condutor térmico conhecido, com uma condutividade térmica entre 1300 e 2300 W/m.K.
• Não conduz eletricidade.
• Tem um coeficiente de expansão térmica muito baixo.
• Tem um coeficiente de atrito muito baixo.

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Formulários

• Seu uso diário mais conhecido é em jóias.
• Devido à sua dureza, é um excelente material abrasivo, por isso é adicionado à superfície dos instrumentos de corte e polimento de metais, rochas etc.
• Devido às suas propriedades térmicas, é usado na fabricação de dissipadores de calor.
• É usado na fabricação de rolamentos micro de baixo atrito.

Grafite

É outro dos alotopes de carbono mais conhecidos. É um material muito comum que tem uma estrutura formada por folhas de átomos de carbono empilhados em cima do outro.

Todos os átomos de carbono na grafite têm hibridação SP², Então eles têm uma estrutura trigonal plana. Cada carbono está ligado a outros três carbonos vizinhos que formam hexágonos semelhantes ao benzeno, com um sistema de elétrons PI democados na superfície de cada folha, o que faz com que a grafite conduza eletricidade.

Propriedades

• É um material preto sólido à temperatura ambiente.
• É combustível, para que você possa queimar na presença de oxigênio.
• Grafite é um bom condutor elétrico.
• Tem um ponto de fusão alto.
• É um material suave que dá a impressão de ser escorregadio.
• Tem um coeficiente de atrito baixo.
• É um bom condutor térmico.

Formulários

• É frequentemente usado na fabricação de lápis para escrever ou para desenhar.
• É frequentemente usado como um lubrificante seco.
• Devido à sua condutividade elétrica e baixa reatividade química, é frequentemente usada em contatos elétricos em diferentes dispositivos eletrônicos.
• É usado em eletrodos para análise química.

Grafeno

Estrutura de grafeno

Grafeno nada mais é do que uma folha de grafite isolada. É definido como um cristal bidimensional e é obtido separando as camadas de grafite com fita adesiva. O grafeno tem propriedades únicas que o distinguem da grafite, apesar de parecer muito em estrutura.

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Propriedades

• Alta condutividade elétrica e térmica.
• É um material elástico e flexível, mas ao mesmo tempo com alta dureza e resistência.
• Para ter uma única espessura de átomo de carbono, é um material completamente transparente.
• Pode gerar eletricidade por exposição à luz solar.

Formulários

• Telas flexíveis.
• Circuitos eletrônicos flexíveis.
• Coberturas anticorrosivas.
• Painéis solares muito eficientes.
• Sistemas de sequenciamento de DNA.
• Biossensores de alta precisão.

Caras ou nanocarbono

Os caras são estruturas moleculares fechadas formadas apenas por átomos de carbono nos quais os arranjos são apresentados na forma de anéis de 4 a 7 membros.

Dependendo do seu tamanho e forma, vários tipos de caras geralmente são distinguidos:

Buckminsterfleanene (c₆₀)

2d Buckminsterflelera Skeleton

Isso tem a forma de uma esfera muito semelhante a uma bola de futebol. Também é chamado de bola bucky.

Propriedades

• Alta condutividade elétrica e térmica
• Alta resistência de tensão.
• Eles formam um material muito dúctil.
• Eles são relativamente inertes a reações químicas.

Formulários

• Antivirais
• Antioxidantes
• Sistemas de Administração de Medicamentos

Nanotubos de carbono

Estrutura de um nanotúbio de carbono no qual todos os átomos de carbono são unidos por meio de ligações covalentes não polares

Estes formam a base e o início da nanotecnologia. São longos traços com forma tubular e são um dos materiais mais estudados hoje pelas inúmeras aplicações de suas propriedades únicas.

Propriedades

Eles têm as mesmas propriedades básicas de Bucky Balls, mas quando alongadas, são melhores motoristas de eletricidade na direção axial.

Formulários

• Na fabricação de materiais nanocompostos com propriedades mecânicas, térmicas e elétricas únicas.
• Sistemas eletrônicos moleculares.
• Biossensores de alta sensibilidade.
• Sistemas de armazenamento de energia.

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Graphenileno

Este almotrópico possui uma estrutura de vidro bidimensional muito semelhante ao grafeno, mas formado por unidades de bifenileno com anéis de quatro membros intercalados entre os anéis de seis, em vez de conter apenas arranjos hexagonais.

Grafite aa '

Esta é uma forma de carbono descoberta em 2008. É um tipo especial de grafite que difere apenas da maneira como as folhas de grafite são empilhadas em cima do outro. É uma forma de grafite metaestável que pode explicar a formação e as propriedades de alguns nanotubos de carbono de várias camadas.

Graphenileno

Graphenileno é um novo carbonotrópico recentemente descoberto. Eles consistem em uma forma de diamante bidimensional que é obtida pela compactação de grafite a pressões muito altas. Isso faz.

Carbono amorfo

Geralmente consiste em uma mistura de diferentes formas de carbono em diferentes proporções. Os nanotubos podem conter ou outros tipos de caras, grafite, etc. É encontrado em amostras naturais como mineral ou carvão causado por pirólise de madeira.

É usado principalmente como combustível em aquecimento, geração de energia ou culinária de alimentos.

Carbono vítreo

É uma forma de carbono obtida pelo aquecimento de alguns precursores orgânicos em altas temperaturas. É um material muito resistente em altas temperaturas e ataque químico por ácido e oxigênio. Também é impermeável aos gases.