fullerenos

Los fullerenos son la tercera forma más estable del carbono, tras el diamante y el grafito. Fueron descubiertos recientemente, y se volvieron populares entre los quimicos, tanto por su belleza estructural como por su versatilidad para la síntesis de nuevos compuesto, ya que se presentan en forma de esferas, elpsoides o cilindros. Los fullerenos esféricos reciben a menudo el nombre de buckyesferas y los cilíndricos el de buckytubos o nanotubos. Reciben este nombre de Buckminster Fuller, que empleó con éxito la cupúla geodésica en la arquitectura.

Propiedades

Los fulerenos no son muy reactivos debido a la estabilidad de los enlaces tipo grafito, y es también muy poco soluble en la mayoría de disolventes. Entre los disolventes comunes para los fulerenos se incluyen el tolueno y de disulfuro de carbono. Las disoluciones de buckminsterfulereno puro tienen un color púrpura intenso. El fulereno es la única forma alotrópica del carbono que puede ser disuelta. Los investigadores han podido aumentar su reactividad uniendo grupos activos a las superficies de los fulerenos. El buckminsterfulereno no presenta "superaromaticidad", es decir, los electrones de los anillos hexagonales no pueden deslocalizar en la molécula entera.

Se pueden atrapar otros átomos dentro de los fulerenos; de hecho existen evidencias de ello gracias al análisis del gas noble conservado en estas condiciones tras el impacto de un meteorito a finales del periodo permico. En el campo de la nanotecnologia, la resistencia temica y la superconductividad son algunas de las características más profundamente estudiadas.

Un método habitual para producir fulerenos es hacer 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 fulerenos diferentes.

Solubilidad

La siguiente lista muestra los disolvente en orden decreciente de solubilidad para una mezcla de C₆₀/C₇₀). Los valores entre paréntesis indican la concentración de saturación.

• 1,2,4-triclorobenceno (20 mg/ml)
• disulfuro de carbono (12 mg/ml)
• tolueno (3,2 mg/ml)
• benceno (1,8 mg/ml)
• cloroformo (0,5 mg/ml)
• tetracloruro de carbono (0,4 mg/ml)
• ciclohexano (0,054 mg/ml)
• n-hexano (0,046 mg/ml)
• tetrahidrofurano (0,037 mg/ml)
• acetonitrilo (0,02 mg/ml)
• metanol (0,0009 mg/ml

Descubrimiento

Hasta el siglo XX, el grafito y el diamante eran las únicas formas alotrópicas conocidos del carbono. En experimentos de espectroscopía 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 fulerenos en 1985, en un experimento que consistió en hacer incidir un rayo laser 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 le concedió el premio nobel de quimica en 1996, por su colaboración en el descubrimiento de esta clase de compuestos. El C₆₀ y otros fulerenos fueron más adelante observados fuera del laboratorio (ej. en el hollín de una vela). Hacia el año 1991, era relativamente fácil producir unos cuantos gramos de polvo de fulereno usando las técnicas de Donald Huffman y Wolfgang Krätschmer. La purificación del fulereno era un desafío para los químicos hasta hace poco cuando un equipo de investigadores españoles desarrolló un nuevo proceso de obtención. Los fulerenos endoédricos han incorporado, entre los átomos de la red, iones u otras moléculas más pequeñas. El fulereno es un reactivo habitual en muchas reacciones orgánicas como por ejemplo en la reacción de bigel, descubierta en 1993.