FORME ALLOTROPICHE DEL CARBONIO

1. QUALI SONO LE FORME ALLOTROPICHE DEL CARBONIO Fatto da : DENISE MARTINA SAMUELE

2. IL CARBONIO Il carbonio è l'elemento chimicodellatavola periodica degli elementiche ha numero atomico6. È un elementonon metallico, insolubileneicomunisolventi, inodore e insapore. Inoltre ha unagrandeaffinità per ilegami chimici con atomi di altrielementi a basso peso atomico (tra cui il carboniostesso) e le sue piccoledimensioni lo rendono in grado di formarelegamimultipli. Questeproprietàpermettonol'esistenza di circa 10 milioni di composti del carbonio.

3.    L'ALLOTROPIA • La strutturacomposta da atomi di carboniopuòassumeremolteformefisiche. Questofenomeno è indicato come varietàallotropiche di carbonio . L’allotropia è un fenomenochecolpisce un gran numero di metalli e non metalli. Si verificaquandodiverse varietà di un datoelementosonopresentinellostessostatofisico e hannoproprietàchimiche e fisiche diverse .

4. Le allotropie del carboniopiù diffuse sono: • IL  GRAFITE • IL DIAMANTE Essi sonodifferenti per colore, struttura e morbidezza

5. Grafite: un minerale versatile Si tratta di una forma allotropica del carboniocostituita da numerosifogli di grafeneimpilatisu se stessi..Non è un casoche la grafitesolitamente è associata ad unamatita, poichèil terminegrafite, derivando dal verbo grecografèin, significascrivere e rimandaall'usodellagrafite come punta per le matite.Esso è un mineralesfaldabile, grigio-nero , untuoso e sporco al tatto. Inoltre è un ottimoconduttore di elettricità e calore ed è insolubile in acqua. Dal punto di vista strutturale, gliatomi di carbonioformano un reticoloesagonale a strati, con legami σ e legami πall'interno di ognistrato, mentrediversi strati sono tenuti insiemetra di loro tramiteforze di Van der Waals.Proprio come glialtriallotropi di carbonio , la grafite è resistente alle alte temperature.  La grafite in natura sitrovanelleroccemetamorfcheovvero la loro  formazioneavviene dopo cheisedimentisubiscono per un lunghissimoperiodo di tempo, pressioni e temperature altissime. Esso vieneutilizzato per la produzione di elettrodicrogioli, recipienti  e mattonirefrattari. Al giornod'oggi il maggioreproduttore è la Cina.

6. Diamante: la gemma più preziosa Il diamante è il mineralepiùduro al mondo, valutato 10 sulla scala Mohs a 10 punti. Esso è costituito da un reticolo cristallino di atomi di carboniodisposti secondo unastrutturaparticolaredettatetraedrica con elevatalucentezza e trasparenzaparziale. I diamantipiùpreziosisonoincolori.  Non conduconoelettricità ma sonobuoniconduttori di calore. Sebbene la loro superficiepossaesseregraffiata solo da un altro diamante, sonorelativamentefragili. I diamantinaturalisitrovanoprincipalmentenella kimberlite primaria, ma ancheneiframmenti di Kimberlite persidurante la risalita.  Per la loro durezza, vengonoutilizzatinellaproduzione di lame, trapani e apparecchiaturemediche e scientifiche. Il suo peso simisura in KARATI. 1 karato=0,00022kg

7. Differenza tra diamante e grafite

8. SCOPERTA DEL GRAFENE Il grafene fu scopertonel 2004 da unacoppia di ricercatoridell'Università di Manchester, Andre Geim e Kostya Novoselov. Il loro obbiettivo era quello di ottene uno strato di grafite il piùsottilepossibile, e per farloiniziarono ad asportaremateriale da polvere di grafiteusando del nastroadesivo. Ad ogni passaggio partedellapolverevenivaasportatafino ad ottenere un singolostrato di atomi di carbonio, chevenneidentificato come grafene. 

9. Grafene: carbonio bidimensionale Uno degliultimiallotropi di carbonioscoperti è il grafene . Si tratta di unastrutturapiattacomposta da singoliatomi di carboniodisposti a forma di favo. Ciascunatomo di carbonio è connesso ai trecontiguitramitelegami σ e legami πdelocalizzati, il checontribuisce a rendere il grafeneunadellemolecolepiùconduttiveconosciute. Ha la resistenza del diamante e la flessibilitàdellaplastica. Poiché ha uno spessore di un atomo, è convenzionalmenteconsiderato un materialebidimensionale. Il grafene è un ottimoconduttore di calore ed elettricità. I suoimaggiorivantaggiincludonoanche la trasparenza e la velocità del flusso di elettroniestremamenteelevata. Inoltre, il grafene è estremamenteduro e resistenteallostiramento. Il grafenepuòessereutilizzato come supporto per farmaci, materia prima per l’ingegneriadeitessuti e persino come agentenellaterapiaoncologica.  Esso puòessereottenuto in moltimodidiversi. Al giornod’oggi, le piùutilizzatesono la deposizionechimica da vapore e la decomposizionetermica del carburo di silicio, ma ci sonoanche la riduzione dell' ossido di grafene e l'esfoliazionechimica E meccanica.

10. Ciclocarbonio Una varietà di carbonioallotropicoancorapiùrecente del grafene è chiamataciclocarbonio . Forma un anellocomposto da 18 atomi di carbonio. Ci sonolegamisingoli e triplialternatitra di loro. Come il grafene, il ciclocarbonio ha uno spessore di un solo atomo. Tuttavia, le prime stimemostranochesitratta di un semiconduttore, ovverosonomaterialichehannoresistività intermedia traimetalli e gliisolanti.

11. Fullereni  Sono solidi traslucidimarroni o neri con unalucentezzametallica. Possonoassumere forma simile a unasfera o a un ellissoide o tubolare. I fullerenihannounabassaattivitàchimica e sonoinsolubili in acqua.  Ilmaterialerisultainfatticonduttore e addiritturadiventasuperconduttore al di sotto di unacertatemperatura, chedipende dal tipo di metalloaggiunto e dallasuastechiometria, ovvero lo studio deirapportiquantitativi (deirapportiponderali, cheriguardanocioè il peso) fra le sostanzecheentrano a far parte di unareazionechimica.  Essi sonoampiamenteutilizzatinell’industriaelettronica, ottica, biomedica . I fullerenisiottengonoprincipalmente dal nerofumo, un carbonioelementare ad elevatapurezzacesitrova sotto forma di particelle di dimensionipiccolissime.

12. IL CARBONIO AMORFO I chimicihanno sempre ammessol'esistenza di un carbonioamorfochesiritroverebbenellevarie specie di carbone. Per tale ammissioneessisibasavano, oltrechesull'aspetto, sulla molto maggioreossidabilità e reagibilità in genere di queicarboni, essendoregolageneralecheunasostanzaamorfa, dove le molecolesonodistribuiteirregolarmente, sidisgregapiùfacilmentecheuna ben cristallizzata.  Caratteristica del carbonioamorfocosìdefinito è la suacapacità di assorbirei gas e moltesostanze, proprietàchedipendedalladisposizioneirregolaredegliatomi, per cui quellisituatiallasuperficie libera resterebbero con valenze non saturate e quindicapaci di unirsi con molecoleestranee.

13. Sitografia • Carbonio (chimica-online.it) • https://www.studysmarter.it/ • https://chimicamo.org/ • https://static.treccani.it/ • https://auladigitale.rizzolieducation.it/ • https://it.wikipedia.org/ • https://www.mentedigitale.org/