Formas alotrópicas do carbono

Advertisements

Formas alotrópicas do carbono

  • O carbono aparece na natureza como diamante e como grafito. A diferencia é o enlace que une aos átomos de C entre sí na estrutura tridimensional.

diamante carbon

diamante-grafeno-grafito

  • Esta diferencia estrutural é a responsable das distintas propiedades do diamante e o grafito. Pero foi posible separar unha das capas que conforman o grafito, e descubriuse un novo material, o grafeno, con propiedades físicas asombrosas e moi prometedoras. Esta investigación foi merecedora do Premio Nobel de Física en 2010.

Grafeno-premio-nobel-2010

  • Esta capa é interesantísima:

la-era-del-grafeno

  • Aquí tedes diversas utilidades do grafeno:
  • Sabede que a empresa líder en comercialización de grafeno a escala industrial é española, con sede en Alicante: graphenano. As aplicacións son múltiples e sorprendentes. Nesta ligazón podedes coñecer as últimas novas acerca desta investigación.

Forzas intermoleculares e novos materiais

  • Un dos campos de estudo das forzas intermoleculares é o das superficies hidrófobas. É moi interesante atopar recubrimentos para que as superficies impregnadas con eles non se mollen. Iso implicaría menos manchas e unha adherencia menor no interior dos envases que almacenan líquidos. Ollade algúns exemplos de LiquiGlide® e UltraEver-Dry®:
  • Neste mesmo campo atópase o estudo das pinturas, das tintas que pintan ou non en  determinadas superficies (roruladores que despois se poden borrar), o Teflón® das tixolas…
  • Outro campo de investigación moi importante é o dos adhesivos. Trátase de atopar substancias que logren xenerar enlaces intermoleculares coas superficies que desexamos pegar e, ademáis, conseguir cohesión entre as moléculas do adhesivo:

adhesion

Forzas intermoleculares e tensión superficial

  • A tensión superficial é unha manifestación das forzas intermoleculares. No seo dun líquido as moléculas reciben forzas de atracción estabilizantes en todas direccións. Pola contra, na superficie a estabilización é moito menor. Por este motivo, o líquido amosa certa resistencia a aumentar a súa superficie.
  • A tensión superficial da auga é máis elevada que en outros líquidos a causa dos enlaces por ponte de hidróxeno. Estes enlaces aportan unha cohesión extraordinaria á auga líquida. Aproveitando este efecto, algúns insectos poden andar pola superficie da auga sen afundir.

tension-superficial-mosquito

269px-Paper_Clip_Surface_Tension_1_edit

  • Como consecuencia disto, un líquido tende a presentar o mínimo de superficie posible. Por iso, a auga forma gotiñas con máis facilidade que outros líquidos, como o alcol, que tende a esparcirse sobre a superficie. A 20ºC a tensión superficial do alcol é de 22,3 dinas/cm, mentres que a da auga é de 72.8 dinas/cm e a do mercurio 465. O caso do mercurio é extremo porque os enlaces entre os átomos son de tipo metálico, máis forte que os enlaces por ponte de H da auga.

images

image_2601050

Ecologiablog_bolas_mercurio

  • O caso extremo de tensión superficial dase en ausencia de gravidade o líquido formará unha esfera (forma xeométrica con menor superficie para un mesmo volume). E, no caso do seguinte vídeo, os enlaces entre as moléculas de auga son tan fortes que fan que a auga se deslice polo pano e as mans do astronauta, pero non conseguimos escurrilo, porque non hai gravidade. A cohesión do líquido mantense:

  • Tamén é moi interesante o estudo dos deterxentes. Normalmente a suciedade débese a existencia de graxa. A auga non a pode arrastrar, pois son inmiscibles. O deterxente permite romper a tensión superficial da auga. Unha molécula de deterxente posee unha cabeza polar e unha cola apolar. Oriéntase en torno á graxa e así pódese disolver en auga pola súa parte polar.
  • solucion

    O seguinte vídeo explica moi ben os conceptos anteriores:

 

Forma das moléculas

  • O número de enlaces en torno a un átomo central, ou a presenza de pares de electróns solitarios provocan cambios na xeometría molecular. Nesta simulación podes cambiar todos estes parámetros e observar en 3D o cambio na forma da molécula. Ademáis, podes tamén analizar moléculas reais.

molecule-shapes-screenshot