Quali sono le altropi del carbonio?

Il carbonio, grazie alle sue proprietà uniche di legame chimico, ha le altropi più stabili di qualsiasi elemento.Alcuni altropi di carbonio, come grafite e diamante, si verificano naturalmente;Altri, come i nanotubi, devono essere fabbricati in laboratorio.L'abbondanza e la versatilità dei carboni lo rendono uno dei materiali più studiati nella ricerca di nanotecnologie, e le sue altropi hanno una vasta gamma di proprietà utili, come elevata resistenza alla trazione e alti punti di fusione.

Carbonio amorfo e grafite sono le due altropi più comuni,E costituiscono la maggior parte dei composti di carbonio naturali come carbone e fuliggine.Il carbonio amorfo non ha una particolare struttura cristallina, come la maggior parte degli occhiali.Gli atomi di carbonio in grafite sono disposti a strati;Ogni strato ha forti legami che lo tengono insieme, ma gli strati non si legano fortemente e possono essere facilmente sfregati l'uno dall'altro.La grafite pirolitica pura, in cui gli strati sono tutti disposti sullo stesso piano, è un materiale estremamente forte e resistente al calore utilizzato in ambienti ad alta stress e ad alta temperatura.La grafite conduce elettricità e può essere utilizzata come moderatore per i reattori nucleari.

Il diamante, l'altro altropo di carbonio naturale, ha una struttura cristallina rigida e ad interblocco.Il diamante è una delle sostanze più difficili conosciute e viene utilizzata nell'industria per macinare e tagliare i materiali.La trasparenza e la durata del diamante lo rendono molto apprezzato come pietra preziosa e il settore dei gioielli ha trasformato il mining di diamanti in un'industria multimiliardaria.Il diamante può essere fabbricato sinteticamente da altre altropi, ma richiede temperature e pressioni estremamente elevate per formarsi.

Altre altreotropi più esotici includono buckyball, nanotubi e nanofoam di carbonio.Questi si verificano naturalmente nella fuliggine e sono stati trovati in almeno una nebulosa planetaria, sebbene possano anche essere creati sinteticamente.I buckyball sono chiusi, reti a forma di palla di atomi di carbonio, che formano pentagoni e esagoni intrecciati.I nanotubi di carbonio condividono la stessa struttura della grafite, ma invece di avere una pila di strati, un nanotubo si avvolge e si lega a se stesso, formando un lungo cilindro.I nanotubi di carbonio hanno una resistenza alla trazione molto elevata, rendendoli attraenti come nuovi materiali da costruzione, sebbene non siano altrettanto forti sotto la compressione.