La química del carbono

El elemento de la tabla periódica número 12 es el carbono. Él solito da lugar a una de las ramas de la Química: la Orgánica, que es una disciplina realmente apasionante, porque estudia las reacciones químicas que contienen carbono y que están presentes en los organismos vivos, los fertilizantes, los medicamentos, los polímeros (los plásticos, aunque sea incorrecto llamarlos así, ya explicaré por qué...), y mucho más.

            Pero además el carbono tiene unas propiedades físicas y químicas muy interesantes desde el punto de vista de la Inorgánica o de sus aplicaciones. De hecho el Nobel de Física de 2010 está relacionado con él.

            El carbono forma los diamantes y también el grafito de los lápices. En el caso del diamante se dispone formando tetraedros, y en el grafito forma láminas unidas entre sí por un enlace débil (por eso se rompe fácilmente). Así que la única diferencia cualitativa entre un diamante y un grafito es el tipo de enlace. Pero no es fácil obtener diamantes a partir de grafito. Como decía mi profesora de Química allá por la E.S.O.: “Si fuera tan sencillo, ¿os parece que os estaría dando clase ahora?”. Se necesitan altas temperaturas y presiones para producir los diamantes.

            De todas formas, como curiosidad, sí que se producen diamantes sintéticos pero no para hacerse rico, sino porque tiene una dureza muy alta (la más alta en la escala de Mohs) y se utilizan por ello en la industria. Lo gracioso es que la forma más estable del carbono es el grafito no el diamante... Expresado en un gráfico de energías (entendiendo que lo más estable es lo que tiene menor energía) el diamante supondría una especie de valle, pero el grafito sería un valle de menor energía. Lo que pasa es que para llegar a la menor energía necesita superar una barrera energética o bien mucho tiempo... Es decir, dentro de millones y millones de años los diamantes no existirán: se habrán transformado en grafito.

         Pero el grafito y el diamante no son las únicas formas en las que se presenta el carbono. También está el grafeno (Premio Nobel de 2010), que es una única lámina aislada de grafito, y los fullerenos que presentan distintas formas como esferas, elipsoides o cilindros. El más usual es el de C₆₀ llamado también  buckminsterfullereno, en honor al arquitecto Richard Buckminster Fuller, porque la forma del fullereno recuerda a la cúpula geodésica diseñada por él. A partir del carbono también se pueden conseguir nanotubos, que son cilindros del tamaño de 1 nanómetro (es decir 1x10^-9 metros o 1x10^-7 centímetros, y que tienen importantes aplicaciones.

Mi padre me pasó el otro día una noticia publicada en El País que trataba de que científicos de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) habían conseguido simular por ordenador el comportamiento de los microscopios de fuerzas, que trabaja a escala nanométrica. De esta manera pueden simular la realidad y comprobar las propiedades de los átomos de las superficies o incluso sustituirlos por otros. También se habla de aplicaciones del grafeno y de nuevos métodos de obtener fullerenos. Dejo el link para que le echéis un vistazo, se entiende muy bien para los que no sean de ciencias:  http://www.elmundo.es/elmundo/2011/12/06/nanotecnologia/1323189515.html