Diferencia entre revisiones de «Carbono»

El '''carbono''' es un [[Tabla periódica de los elementos|elemento químico]] de [[número atómico]] 6 y símbolo '''C'''. Es [[sólido]] a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas [[alotropía|alotrópicas]], carbono amorfo y cristalino en forma de [[grafito]] o [[diamante]]. Es el pilar básico de la [[química orgánica]]; se conocen cerca de 10 millones de compuestos de carbono, y forma parte de todos los [[ser vivo|seres vivos]] conocidos.

El carbono es un elemento notable por varias razones. Sus formas alotrópicas incluyen, sorprendentemente, una de las sustancias más blandas (el grafito) y la más dura (el diamante) y, desde el punto de vista económico, uno de los materiales más baratos (carbón) y uno de los más caros (diamante). Más aún, presenta una gran afinidad para enlazarse químicamente con otros átomos pequeños, incluyendo otros átomos de carbono con los que puede formar largas cadenas, y su pequeño radio atómico le permite formar enlaces múltiples. Así, con el [[oxígeno]] forma el [[óxido de carbono (IV)]], vital para el crecimiento de las plantas[[planta]]s (ver [[ciclo del carbono]]); con el [[hidrógeno]] forma numerosos compuestos denominados genéricamente hidrocarburos[[hidrocarburo]]s, esenciales para la industria y el transporte en la forma de [[combustible fósil|combustibles fósiles]]; y combinado con [[oxígeno]] e hidrógeno forma gran variedad de compuestos como, por ejemplo, los [[ácido graso|ácidos grasos]], esenciales para la vida, y los ésteres[[éster]]es que dan sabor a las frutas; además es vector, a través del [[ciclo carbono-nitrógeno]], de parte de la [[energía]] producida por el [[Sol]].<ref>[http://www.acienciasgalilei.com/qui/elementos/c.htm Carbono. Galilei<!-- Título generado por un bot -->]</ref>

El [[22 de marzo]] de [[2004]] se anunció el descubrimiento de una quinta forma alotrópica (nanoespumas) [http://www.nature.com/nsu/040322/040322-5.html (enlace externo a nanoespumas)].

La forma amorfa es esencialmente grafito, pero no llega a adoptar una estructura cristalina macroscópica. Esta es la forma presente en la mayoría de los [[carbón|carbones]] y en el hollín.

A presión normal, el carbono adopta la forma del [[grafito]], en la que cada átomo está unido a otros tres en un plano compuesto de celdas hexagonales; este estado se puede describir como 3 [[electrón|electrones]] de valencia en [[orbital atómico|orbitales]] híbridos planos sp² y el cuarto en el orbital ''p''.

Las dos formas de grafito conocidas alfa (hexagonal) y beta (romboédrica) tienen propiedades físicas idénticas. Los grafitos naturales contienen más del 30% de la forma beta, mientras que el grafito sintético contiene únicamente la forma alfa. La forma alfa puede transformarse en beta mediante procedimientos mecánicos, y ésta recristalizar en forma alfa al calentarse por encima de 1000 [[grado Celsius|°C]].

Debido a la deslocalización de los [[electrón|electrones]] del [[orbital atómico|orbital pi]], el grafito es [[conductor eléctrico|conductor]] de la electricidad, propiedad que permite su uso en procesos de [[electroerosión]]. El material es blando y las diferentes capas, a menudo separadas por átomos intercalados, se encuentran unidas por [[enlace de Van der Waals|enlaces de Van de Waals]], siendo relativamente fácil que unas deslicen respecto de otras, lo que le da utilidad como [[lubricante]].

A muy altas presiones, el carbono adopta la forma del [[diamante]], en el cual cada átomo está unido a otros cuatro átomos de carbono, encontrándose los 4 electrones en orbitales sp³, como en los hidrocarburos. El diamante presenta la misma [[redes de Bravais|estructura]] cúbica que el [[silicio]] y el [[germanio]] y, gracias a la resistencia del [[enlace químico,]] carbono-carbono, es, junto con el [[nitruro de boro]], la sustancia más [[dureza|dura]] conocida. La transición a grafito a temperatura ambiente es tan lenta que es indetectable. Bajo ciertas condiciones, el carbono cristaliza como [[lonsdaleíta]], una forma similar al diamante pero hexagonal.

El orbital híbrido sp¹ que forma [[enlace covalente|enlaces covalentes]] sólo es de interés en [[química]], manifestándose en algunos compuestos, como por ejemplo el [[acetileno]].

Los fulerenos[[fulereno]]s tienen una estructura similar al grafito, pero el empaquetamiento hexagonal se combina con pentágonos (y en ciertos casos, heptágonos), lo que curva los planos y permite la aparición de estructuras de forma [[esfera|esférica]], [[elipsoide|elipsoidal]] o [[cilindro (geometría)|cilíndrica]]. El constituido por 60 átomos de carbono, que presenta una estructura tridimensional y geometría similar a un balón de fútbol, es especialmente estable. Los fulerenos en general, y los derivados del C₆₀ en particular, son objeto de intensa investigación en química desde su descubrimiento a mediados de los 1980.

A esta familia pertenecen también los nanotubos[[nanotubo]]s de carbono, que pueden describirse como capas de grafito enrolladas en forma cilíndrica y rematadas en sus extremos por hemiesferas (fulerenos), y que constituyen uno de los primeros productos industriales de la [[nanotecnología]].

El principal uso industrial del carbono es como componente de hidrocarburos, especialmente los combustibles fósiles ([[petróleo]] y [[gas natural]]). Del primero se obtienen, por [[destilación]] en las refinerías[[refinería]]s, gasolinas[[gasolina]]s, [[keroseno]] y aceites[[aceite]]s, siendo además la materia prima empleada en la obtención de plásticos[[plástico]]s. El segundo se está imponiendo como [[fuente de energía]] por su combustión más limpia. Otros usos son:

* El isótopo [[carbono-14]], descubierto el [[27 de febrero]] de [[1940]], se usa en la [[datación radiométrica]].

* El [[grafito]] se combina con [[arcilla]] para fabricar las minas de los [[lápiz|lápices]]. Además se utiliza como aditivo en lubricantes. Las pinturas anti-radar utilizadas en el camuflaje de vehículos y aviones militares están basadas igualmente en el grafito, intercalando otros compuestos químicos entre sus capas. Es negro y blando. Sus átomos están distribuidos en capas paralelas muy separadas entre sí. Se forma a menos presión que el diamante. Aunque parezca difícil de creer, un diamante y la mina de un lapicero tienen la misma composición química: carbono.

* El [[diamante]] esEs transparente y muy duro. En su formación, cada átomo de carbono está unido de forma compacta a otros cuatro átomos. Se originan con temperaturas y presiones altas en el interior de la tierra. Se emplea para la construcción de joyas[[joya]]s y como material de corte aprovechando su dureza.

* Como elemento de aleación principal de los aceros[[acero]]s.

* En varillas de protección de [[reactor nuclear|reactores nucleares]].