Quali sono i tre allotropi del carbonio? Spiega anche le loro strutture interne.

Esistono più di tre allotropi di carbonio. Questi includono diamante, grafite, grafene, nanotubi di carbonio, fullereni e nanobud di carbonio.

Diamante

Ogni atomo di carbonio in un diamante è legato covalentemente ad altri quattro carboni in una matrice tridimensionale. Un diamante è essenzialmente una molecola gigante.

Grafite

In grafite, gli atomi di carbonio sono uniti in fogli di esagoni collegati che sembrano fili di pollo. Ogni foglio è essenzialmente una singola molecola.

All'interno di un foglio, ogni atomo di carbonio forma forte legami covalenti ad altri tre atomi di carbonio. I fogli impilati sono tenuti insieme solo da forze intramolecolari deboli.

Grafene

Il grafene è carbonio puro sotto forma di un singolo foglio di grafite che ha uno spessore di un solo atomo.

Nanotubi di carbonio

Un nanotubo di carbonio è come un foglio di grafene arrotolato in un tubo cilindrico di atomi di carbonio. Ogni atomo si lega ad altri tre atomi e il tubo ha uno spessore di un atomo.

Buckminsterfullerene, C₆₀

Buckminsterfullerene è costituito da un singolo foglio di atomi di carbonio avvolto in una sfera. Ogni atomo di carbonio è legato ad altri tre atomi. Sessanta atomi di carbonio formano la forma di una palla con un atomo di carbonio ad ogni angolo di 20 esagoni e 12 pentagoni.

Sono note molte altre sfere di carbonio, tra cui C₇₀, C₇₆, C₈₄ e C₅₄₀. Contengono vari numeri di pentagoni ed esagoni e sono noti collettivamente come "buckyball" o "fullereni".

Nanobud di carbonio

I nanobud di carbonio sono un allotropio di carbonio in cui i "boccioli" simili al fullerene sono attaccati covalentemente ai fianchi esterni dei nanotubi di carbonio.