termo

• todas as formas diferentes de um elemento químico.

alotropia é a propriedade de alguns elementos químicos que existem em duas ou mais formas diferentes, ou alótropos, quando encontrados na natureza. Há vários alótropos de carbono.

Diamond

Diamond is probably the most well known carbon allotrope. Os átomos de carbono são dispostos em uma estrutura, que é uma variação da estrutura de cristal cúbico centrado na face. Tem qualidades físicas superlativas, a maioria das quais se originam da forte ligação covalente entre seus átomos. Cada átomo de carbono num diamante Está ligado covalentemente a quatro outros carbonos num tetraedro. Estes tetrahedrons juntos formam uma rede tridimensional de anéis de carbono de seis membros na conformação da cadeira, permitindo uma tensão de ângulo de ligação zero. Esta rede estável de ligações covalentes e anéis hexagonais é a razão pela qual o diamante é tão incrivelmente forte como uma substância.como resultado, o diamante exibe a maior dureza e condutividade térmica de qualquer material a granel. Além disso, a sua estrutura rígida impede a contaminação por muitos elementos. A superfície de diamante é lipofílica e hidrofóbica, o que significa que não pode ficar molhada por água, mas pode estar em óleo. Os diamantes geralmente não reagem com reagentes químicos, incluindo ácidos fortes e bases. Os usos do diamante incluem corte, perfuração e moagem; jóias; e na indústria de semicondutores.

grafite

grafite is another allotrope of carbon; unlike diamond, it is an electrical conductor and a semi-metal. Grafite é a forma mais estável de carbono em condições padrão e é usado em termoquímica como o estado padrão para definir o calor de formação de compostos de carbono. Existem três tipos de grafite natural:grafite flake cristalina: partículas isoladas, planas, semelhantes a placas com arestas hexagonais grafite amorfa: partículas finas, resultado do metamorfismo térmico do carvão; por vezes denominadas meta-antracite, massa ou grafite venosa: ocorre em veias ou fracturas fissuras, aparece como o crescimento de agregados fibrosos ou aciculares cristalinos, a grafite tem uma estrutura plana e estratificada. Em cada camada, os átomos de carbono são dispostos em uma estrutura hexagonal com separação de 0,142 nm, e a distância entre planos (camadas) é de 0,335 nm. As duas formas conhecidas de grafite, Alfa (hexagonal) e beta (romboédrica), têm propriedades físicas muito semelhantes (exceto que as camadas se empilham ligeiramente diferentes). A grafite hexagonal pode ser plana ou buckled. A forma alfa pode ser convertida para a forma beta através do tratamento mecânico, e a forma beta reverte para a forma alfa quando é aquecida acima de 1300 °C. A grafite pode conduzir a eletricidade devido à vasta deslocalização de elétrons dentro das camadas de carbono; como os elétrons são livres de se mover, a eletricidade se move através do plano das camadas. A grafite também tem propriedades de auto-lubrificação e de lubrificação seca. A grafite tem aplicações em materiais protéticos contendo sangue e materiais resistentes ao calor, uma vez que pode resistir a temperaturas até 3000 °C.

uma única camada de grafite é chamada de grafeno. Este material apresenta propriedades elétricas, térmicas e físicas extraordinárias. É um alótropo de carbono cuja estrutura é uma única folha plana de átomos de carbono ligados sp2 que são densamente embalados em uma estrutura de cristal alveolar. O comprimento da ligação carbono-carbono no grafeno é ~0.142 nm, e estas folhas se empilham para formar grafite com um espaçamento interplanar de 0,335 nm. Graphene is the basic structural element of carbon allotropes such as graphite, charcoal, carbon nanotubes, and fullerenes. Grafeno é um semi-metal ou semicondutor de abertura zero, permitindo-lhe exibir alta mobilidade de elétrons à temperatura ambiente. Graphene é uma nova classe emocionante de material cujas propriedades únicas o tornam objeto de pesquisa em curso em muitos laboratórios.

carbono amorfo

carbono amorfo refere-se a carbono que não tem uma estrutura cristalina. Mesmo que o carbono amorfo possa ser fabricado, ainda existem alguns cristais microscópicos de carbono Tipo grafite ou diamante. As propriedades do carbono amorfo dependem da razão de ligações hibridizadas sp2 para sp3 presentes no material. A grafite consiste puramente de ligações hibridizadas sp2, enquanto o diamante consiste puramente de ligações hibridizadas sp3. Materiais que são altos em ligações hibridizadas sp3 são referidos como carbono amorfo tetraédrico (devido à forma tetraédrica formada por ligações hibridizadas sp3), ou carbono diamante (devido à semelhança de muitas de suas propriedades físicas com as do diamante).

fulerenos e nanotubos

nanomateriais de carbono constituem outra classe de alótropos de carbono. Fulerenos (também chamados buckyballs) são moléculas de tamanhos variados compostas inteiramente de carbono que assumem a forma de esferas ocas, elipsoides ou tubos. Buckyballs e buckytubes têm sido objeto de intensa pesquisa, tanto por causa de sua química única e por suas aplicações tecnológicas, especialmente em ciência dos materiais, eletrônica e nanotecnologia. Nanotubos de carbono são moléculas de carbono cilíndricas que exibem uma força extraordinária e propriedades elétricas únicas e são condutores eficientes de calor. Nanobuds de carbono são alótropos recém-descobertos em que “buds” semelhantes a fullereno são covalentemente ligados às paredes laterais exteriores de um nanotubo de carbono. Nanobuds, portanto, exibem propriedades de nanotubos e fullerenos.carbono vítreo ou vítreo é uma classe de carbono amplamente utilizado como um material de eletrodo em eletroquímica, bem como em dispositivos protéticos e cadinhos de alta temperatura. Suas propriedades mais importantes são Resistência a alta temperatura, dureza, baixa densidade, baixa resistência elétrica, baixo atrito, baixa resistência térmica, extrema resistência ao ataque químico, e impermeabilidade a gases e líquidos.outros alótropos do carbono incluem nanofoame de carbono, que é um conjunto de átomos de carbono de baixa densidade, presos em uma teia tridimensional solta; carbono atômico puro e diatômico; e carbono acetilênico linear, que é um polímero de carbono unidimensional com a estrutura – (C::: C)n -.

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