Fullereno. La molécula C60

 “FULLERENO”

Historia:

La molécula C60 recibió el nombre de fullereno, nombre proporcionado por el arquitecto e inventor R. Buckminster Fuller (1895-1983), quien diseño la cúpula geodésica que se asemeja a la estructura del C60. Originalmente la molécula se nombró nuckminsterfullerene, pero resultaba un nombre demasiado largo, así que se acorto a fullereno. Hasta el siglo XX, el grafito y el diamante eran las únicas formas alotrópicas conocidas del carbono. En experimentos de espectroscopia molecular, se observaron picos que correspondían a moléculas con una masa molecular exacta de 60, 70 o más átomos de carbono.  Harold Kroto, de la Universidad de Sussex, James Heath, Sean O'Brien, Robert Curl y Richard Smalley, de la Universidad de Rice, descubrieron el C60 y otros fullerenos en 1985, en un experimento que consistió en hacer incidir un rayo láser sobre un trozo de grafito. Ellos esperaban efectivamente descubrir nuevos alótropos del carbono, pero suponían que serían moléculas largas, en lugar de las formas esféricas y cilíndricas que encontraron. A Kroto, Curl y a Smalley se les concedió el premio Nobel de Química en 1996, por su colaboración en el descubrimiento de esta clase de compuestos.[pic 1]

Propiedades:

El fullereno posee 12 caras pentagonales y 20 hexagonales, donde los anillos hexagonales se combinan con los pentagonales, tiene forma de icosaedro encontrándose cada átomo de carbono en cada vértice de este y simétricamente distribuidos para formar un balón molecular ya que el balón tiene la misma configuración geométrica que el fullereno. Estas moléculas con forma de balón se asocian entre sí en un sólido para formar una red cristalina con una estructura cubica centrada en las caras, en la red cada molécula de C60 está separada de su vecina más cerca por 1 nm (la distancia entre sus centros es de 1 nm) y se mantienen unidas por débiles fuerzas débiles de van der Waals. Como el C60 es soluble en benceno se pueden obtener cristales sencillos por simple evaporación lenta de disoluciones de benceno.

En acido de Lewis forma compuestos fácilmente con átomos donadores de electrones como los metales alcalinos. Es soluble en ciertos disolventes polares o con enlaces de hidrogeno.

En la estructura cubica centrada en las caras del fullereno, el 26% del volumen de la celda unidad esta vacío, por lo que los átomos alcalinos pueden caber fácilmente en los espacios vacíos entre los balones moleculares del material, el cristal del C60 es un aislante pero, cuando esta dopado con un átomo alcalino se convierte en conductor de electricidad.

El buckminsterfullereno es un sólido negro de densidad 1,68 g/cm3 con débiles interacciones intermoleculares que hacen que las moléculas esféricas se encuentren rotando libremente a temperatura ambiente originando un cristal plástico.

Cada átomo de carbono está enlazado a otros tres, es decir, posee un estado de hibridación sp2, debido al vacío que hay dentro de la molécula, dando ángulos de 120°.  La distancia que hay de los enlaces entre carbono y carbono corresponde a 1 nm

Quiral – es la forma más común; hay inclinación, menor simetría y, como consecuencia, dos formas enantioméricas – la línea axial forma un ángulo con cualquier línea que una sucesivos átomos equivalentes en los hexágonos

Métodos de obtención:

- La obtención del fullereno ha ido cambiado a través del tiempo, la más actual conocida en la actualidad es aquella en la que los fullerenos se hacen pasar una corriente eléctrica intensa entre dos electrodos de grafito próximos en atmósfera inerte. El arco resultante entre los dos electrodos produce un depósito de hollín del que se pueden aislar muchos fullerenos diferentes. Pero como consiguiente las décadas pasadas tuvieron diferentes formas de la extracción este compuesto. Pero hay diferentes tipos de síntesis para este compuesto.

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