El carbono es un elemento que presenta cuatro formas alotrópicas: el grafito (la más estable en condiciones normales), el diamante, el carbono amorfo y el fulereno. Lo que distingue estas cuatro formas es la organización en el espacio de los átomos de carbono, lo que hace que las propiedades físicas sean muy diferentes. Y es que aunque la composición química del grafito y del diamante sea la misma (únicamente carbono), el aspecto (o, si queréis, la estética) es absolutamente distinta.
El diamante es, de lejos, la gema más codiciada del mundo. El precio, ni que decir tiene, tampoco se parece en nada. Con el dinero que necesitaríamos para comprar un solo diamante pequeño, de un quilate (es la unidad de medida empleada en piedras preciosas y equivale a 205 miligramos), nos darían unas 27.000 unidades de minas de lápices.La composición del diamante es exactamente igual que la de la mina de un lápiz (pero con una disposición diferente de los átomos)
Dureza y pureza
En el diamante cada átomo de carbono está enlazado con otros cuatro átomos de carbono formando así una red tridimensional. Es de las sustancias más duras que se conocen y, de hecho, encabeza el ranking en la escala de dureza de Mohs.
Los cristales de diamante son habitualmente incoloros, si bien la presencia de impurezas (sobre todo nitrógeno y boro), así como la existencia de vacantes de oxígeno o defectos estructurales los dota también de sutiles tonos amarillentos, rosados, azules, rojos y verdes. Las impurezas (que los científicos denominan dopantes) hacen cambiar las propiedades eléctricas del diamante, que puede pasar de ser aislante (no conduce la corriente eléctrica) en ausencia de impurezas a semiconductor (puede conducir la corriente si se le aplica un campo eléctrico apropiado).
Diamantes sintéticos
La extracción de diamantes se ha llevado a cabo desde tiempos inmemoriales en sedimentos fluviales y en minas. El hombre, sin embrago, no se ha dedicado exclusivamente a explotar los diamantes naturales, sino que también ha intentado recrear en el laboratorio las condiciones en que se forman los diamantes en la naturaleza con la finalidad de sintetizarlos. Cuando se aplican presiones del orden de 100.000 atmósferas y temperaturas de 2.000 ºC en presencia de un metal que haga de catalizador (cromo, hierro o platino), entonces se consigue transformar el grafito en diamante.Se sospecha que el catalizador forma una película de metal fundido sobre la superficie del grafito, de forma que parte del grafito se disuelve y vuelve a precipitar en forma de diamante, que es menos soluble. De todos modos, hay que decir que los diamantes que se obtienen son muy pequeños y el coste de fabricación es hoy por hoy muy elevado.
“Diamonds Are a Girl’s Best Friend”
Aunque las leyes termodinámicas indican que el diamante debería transformarse espontáneamente en grafito a presión ambiente, la conversión es tan lenta (millones de años) que es imposible detectar el cambio. Es decir, no es cinéticamente favorable. Esta es la razón por la que se han encontrado y se encuentran diamantes desperdigados por todo el planeta. El proceso de conversión, sin embargo, se puede acelerar.
Hollywood y toda su maquinaria han contribuido a proyectar la idea que un diamante es eterno. Pero esto no es del todo cierto, no al menos en determinadas condiciones. Cuando se calienta un diamante a una temperatura por encima de 1.500 ºC y en ausencia de oxígeno, entonces se convierte en grafito rápidamente. Si, por el contrario, se calienta en presencia de oxígeno alrededor de 800 ºC se carboniza, es decir, reacciona con el oxígeno del aire para formar dióxido de carbono.
Via: Eureka
