El carbono es uno de los elementos no metálico ampliamente distribuido en la naturaleza, aunque solo constituye un 0,025% de la corteza terrestre, donde existe principalmente en forma de carbonatos. Además las plantas, animales e inclusive los seres humanos, están formados por compuestos orgánicos complejos donde el carbono esta combinado por hidrogeno, oxigeno, nitrógeno y otros elementos.
Estos compuestos orgánicos que se encuentran en todos los organismos vegetales y animales, entran en la composición de nuestros alimentos; pan, carne, legumbres. Así como también son de gran utilidad para la confección de diversas vestimentas (nylon, seda, entre otros), forman diferentes tipos de combustibles, se utilizan como medicamentos, materias colorantes, como medio de protección en la agricultura a través de insecticidas, fungicidas, etc.
Como se puede evidenciar, existe una gran diversidad de compuestos orgánicos, los cuales son muy importantes en la vida cotidiana y a nivel industrial.
El carbono se encuentra de diferentes formas en la naturaleza.
Seguramente alguna vez has visto un precioso diamante reluciendo con todos los colores del arcoíris, el grafito gris oscuro, o un trozo negro de carbón. Estos materiales con toda la gran diversidad que se presenta en la naturaleza, tienen algo en común; están constituidos por átomos de carbonos unidos a través de enlaces covalentes. Entre las diferentes formas o alotropos que se puede encontrar el carbono se destacan las siguientes:
El grafito, constituido por carbono puro, donde los átomos se encuentran enlazados por enlaces covalentes, formando una lámina continua de hexágonos (figuras de 6 lados), siendo esta estructura organizada a través de capas holgadas, lo cual permite que el grafito pueda ser utilizado en las puntillas de los lápices.
El carbón o negro de humo, es una de las formas más comunes de encontrar al carbono. Los átomos adoptan una estructura irregular y desordenada, que suele ser producto de la descomposición lenta y progresiva, plantas que quedaron enterradas a hace varios siglos. Puede ser utilizado como combustible para la producción de energía térmica, así como también se usa como filtro, debido a que su estructura interna permite captar impurezas en su interior.
El diamante, es otra forma del carbono elemental que podemos encontrar en la naturaleza. Además de tener un alto valor como piedra preciosa de joyería, el diamante es el material más duro del mundo. Esta organización cristalina de los átomos de carbonos unidos por enlaces covalentes, lo cual explica la dureza del diamante. Si tratas de escribir con un diamante solo romperás el papel porque las capas de átomos de carbono no se dislocan como en el caso del grafito.
Los fullerenos y los nanotubos, han sido propuestas desde los años 80 la estructuras de unos pocos átomos de carbono (60,70,…) con formas de esferas (fullerenos) o tubos (nanotubos).
El primer modelo recibe el nombre de buckminster fuller, en honor al ingeniero y arquitecto de cúpulas sorprendentemente similares a la estructura de este alotropo. Pueden ser útiles para transportar en su interior ciertos compuestos que posteriormente sean liberados. Se detectan en el universo, por ejemplo, se encuentran en el resto de la explosión de alguna estrella. En cuanto a los nanotubos, son estructuras que resultan al enrollar las láminas de grafitos sobre sí misma. Según sea la forma en que se haga este enrollamiento las propiedades serán diferentes, por esto en la actualidad, tiene diversas aplicaciones, por ejemplo, en la fabricación de materiales para la práctica deportiva.
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