COPIAS AL CARBÓN-Área: Química

HOLLÍN, DIAMANTE, CARBÓN VEGETAL, GRAFITO, FIBRA DE CARBÓN, lo que en inglés se denomina BUCKMINSTERFULLERINE (bola de "Bucky"), son todos diferentes; pero tienen un elemento en común.

Parece difícil creer que el hollín y el diamante sean químicamente idénticos.

El diamante es la sustancia más dura del mundo, resistente, de una brillante y luminosa transparencia e indiferente al calor hasta los 700ºC.

El hollín es blando, negro y brilla a temperaturas que no superan la llama de vela.

Sin embargo, ambas sustancias están formadas en su totalidad por átomos de carbono.

Estas abismales diferencias en las variedades del carbono se desprenden de la manera como sus átomos se disponen en una o dos clases de gigantescas cadenas. Una se asemeja a la del diamante; la otra nos recuerda la del grafito, el compuesto del carbono empleado en los lápices.

En la cadena del diamante cada átomo está unido a otros cuatro en una estructura piramidal tetraédrica de infinitas intgerconexiones. Esta apretada estructura es la que da al diamante su dureza.

En el grafito, los átomos se organizan en capas de anillos semejantes a baldosas hexagonales superpuestas. Cada átomo se enlaza sólo con otros tres, y no con cuatro como en el diamante, y comparte dos electrones con cada uno, dejando uno de los cuatro electrones de su órbita externa sin pareja. Estos electrones sueltos viajan libremente entre las capas, al igual que los electrones libres de un metal, lo cual hace que el grafito sea un conductor de la electricidad y parezca metálico.

El carbón vegetal presenta también una estructura semejante a la del grafito, pero luce y se comporta diferente a éste, ya que está formado por diminutas motas, cada una con sólo unas cuantas hojas de átomos.

La Bola de "Bucky", (una forma de carbono descubierta  en 1992), tiene sus átomos unidos al formar moléculas que se mantienen aisladas y presentan entre 60 y 960 átomos de carbono Sus moléculas son simples y no gigantescas cadenas. Los átomos del carbono se unen igual que en el grafito, pero como si sus capas se hubieran enrollado en forma de espirales, cilindros, esferas. El primero en descubrirse fue el C60, una molécula de 60 átomos de carbono en forma de pelota de fútbol.

 Estas formas del carbono tienen un gran potencial como lubricantes y material para fibras de alta resistencia.

Los compuestos del carbono son materiales increíblemente fuertes y livianos, y por lo tanto perfectos para la fabricación de las cubiertas de los autos de carrera. En realidad son formas del grafito que se han hilado para crear fibras fuertes. Su único problema es el costo y su propensión a debilitarse si sus superficies se deterioran.

Cuando usamos un lápiz, el carbono es el que deja la marca. Esta marca está formada por capas de átomo de carbono, que se plasman sobre  el papel. El grafito debe su suavidad a que sus átomos se organizan en capas que se unen de una manera tan frágil, que pueden deslizarse fácilmente una sobre la otra. Las fuerzas encadenantes son ligeramente más fuertes que las de los líquidos, lo que también hace del grafito un buen lubricante.

La dureza de los diamantes se debe a que sus átomos se organizan con una simetría absolutamente tridimensional y estrechamente conectada.

El grafito podría convertirse en diamante si se comprimiera para juntar sus  capas de átomos hasta que se interconectaran. Pero la presión necesaria es enorme, por lo que sólo se pueden crear diamantes artificiales.
Desde 1960 se fabrican diamantes sintéticos industrialmente. Los primeros diamantes sintéticos se produjeron en 1995 en los laboratorios de la compañia americana General Electric. Para obtenerlos se sometió al grafito a presiones de cerca de 100.000 atmósferas y a temperaturas superiores a los 3000 ºC.