Estructura Y Aplicaciones Del Fullereno

LA ESTRUCTURA DE FULLERENO C60

El fullereno C60 es una molécula que consta de 60 átomos de carbono los cuales forman 12 pentágonos y 20 hexágonos.9 La forma es la misma que la de una pelota de fútbol. La propiedad más importante de la molécula C60 es su alta simetría. En ésta hay 120 operaciones de simetría, tales como rotaciones de eje o reflexiones en el plano. Ello hace que la molécula C60 sea la molécula más simétrica, pues tiene el número más grande de operaciones de simetría.

Para la molécula C60 hay tres tipos de ejes de rotación C2, C3 y C5. El eje C5 se considera como el que pasa a través de los centros de dos pentágonos.

Tres tipos de ejes de rotación.

Como hay 12 pentágonos, se tienen seis diferentes ejes 5 (cada eje pasa a través de dos pentágonos). Además, hay 20 hexágonos con 10 diferentes ejes 3, así como 30 bordes entre los hexágonos con 15 diferentes ejes 2, pues los planos espejo tienen dos bordes.

Finalmente, la molécula C60 tiene un centro de inversión. Al combinar todas estas transformaciones, se pueden encontrar las 120 diferentes operaciones de simetría. Éstas forman el grupo icosedral, que es el grupo puntual con el mayor número de elementos.

Sobre la base del teorema de Euler se puede mostrar que una superficie esférica, construida de pentágonos y hexágonos, debe tener exactamente 12 pentágonos. Las moléculas de tamaño diferente se han obtenido dependiendo del número de hexágonos y se conocen como fullerenos, en honor al arquitecto americano Richard Buckminster Fuller, quien construía casas geodésicas basadas en hexágonos y pentágonos.

Sin embargo, Buckmister Fuller no fue el primero en combinar hexágonos y pentágonos para formar una esfera. Esta forma simétrica ya era conocida en la antigüedad, incluso por Arquímedes, que la llamaba icosaedro truncado. El dibujo más antiguo de esta “pelota de fútbol” ha sido encontrado en la biblioteca del Vaticano. Es una imagen pintada en el libro del pintor matemático Piero della Francesca (1420-1492), con fecha de 1480. Asimismo, la concepción del corte del poliedro fue introducida por Johannes Kepler.

Imagen de la construcción de un icosaedro truncado.

La molécula C60 fue descubierta por Harold Kroto, James Heath, Sean O´Brien, Robert Curl y Richard Smalley en 1985. Esta molécula se encontró a partir de un espectro de absorción de polvo interestelar, que se supone está relacionada con algunos tipos de moléculas de carbono con cadenas largas.

Las esferas de fullereno tienen diámetro de 7-15Å, el cual es 6-10 veces mayor que el diámetro de un átomo típico. A nivel atómico son enormes, pero en realidad son pequeños en comparación con muchas moléculas orgánicas. Los fullerenos son bastante estables: para destruirlos, se necesitan temperaturas mayores de 1000ºC (el número exacto depende del tipo de fullereno particular).

A temperaturas más bajas, los fullerenos se

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