Formes al·lotròpiques del carboni Els àtoms de carboni poden formar diferents substàncies de manera natural, sense ni tan sols unir-se a àtoms d’un altre element químic. El diamant i el grafit són els típics exemples de cristalls covalents. Tots dos estan formats per carboni, només es diferencien en l’estructura. El diamant és una substànc i a cr i sta l · l ina formada per àtoms de carboni units mitjançant enllaç covalent simple (vegeu f i gura) . És l a substànc i a més dura que ex i ste i x . Això significa que cal molta energia per ratllar-lo, ja que e l s en l l a ç o s c o v a l en t s en t r e e l s à t oms d e c a r bon i s ón molt forts. En copejar-lo, els àtoms s’aproximaran més que la distància d’enllaç, amb la qual cosa les repulsions entre els nucl is dels àtoms veïns faran que se separin i que es trenqui el cristall. Tots els electrons dels àtoms del diamant formen part d’enllaços covalents. Per això és un aïllant elèctric, ja que els electrons no tenen cap possibilitat de moure’s. El grafit també és un material format per àtoms de carboni units mitjançant enllaç covalent. La principal diferència és l’estructura laminar que fa que només tres dels quatre electrons d’alguns àtoms formin part d’enl laços covalents. El quart electró de la capa de valència té certa llibertat, i per això el grafit condueix el corrent elèctric. Aquest quart enllaç és el que pot trencar-se quan escrivim amb el llapis. Hi ha al tres formes al · lotròpiques de l carboni , com e l s nanotubs de carboni o els ful·lerens, amb aplicacions en c i è n c i a d e ma t e r i a l s , ò p t i c a i , f i n s i t o t , e n me d i c i n a . Especialista en cristal·loquímica Què fan? Analitzen materials amb estructura cristal·lina, la seva formació i les seves propietats, tenint en compte els àtoms que els formen i la manera en què aquests s’enllacen, formant estructures cristal·lines. És a dir, se centren en la composició química i l’estructura geomètrica de la matèria estudiada, que pot ser un mineral o un nou material sintètic en desenvolupament. Com ho fan? Apliquen coneixements basats en l’ús dels raigs X, la microscòpia d’efecte túnel o l’espectrografia per esbrinar la composició i l’estructura microscòpica dels materials, tant inorgànics com orgànics. 2 P E R F I L P R O F E S S I O N A L En el diamant cada àtom de C està unit a uns altres quatre àtoms de C mitjançant enllaços covalents. En el grafit cada àtom de C està unit a uns altres tres àtoms de C mitjançant enllaços covalents formant làmines. A un terç dels àtoms de carboni li queda un electró que es mou amb certa llibertat. Cristalls covalents: diamant i grafit. Grafit Diamant Ful·lerè Nanotubs A P L I C O E L Q U E H E A P R È S 27
RkJQdWJsaXNoZXIy