che cos'è il fullerene?

cos'è il fullerene o il fullerex o il diamante sferico...?

5 risposte

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  • 1 decennio fa
    Risposta preferita

    nel 1985 Curl, Kroto e Smaller scoprirono il buckminsterfullerene c60 un nuovo allotropo sferico del carbonio avente la forma di un pallone di calcioil modo migliore per costruire un simile cluster è quello di avvolgere 20 anelli benzenici condensati e nel congiungere le valenze in modo da generare 12 pentagoni:un cosidetto icosaedro tronco avente 60 vertici equivalenti.la sua forma ricorda le cupole geodetiche. Il sistema è solubile nei solventi organici. Per via della sua curvatura gli anelli benzenici sono in tensione e possono subire reazioni di addizione elettrofilica, nucleofilica, radicaliche e concertate. L'interesse sollevato dalla scoperta del c60 ha condotto rapidamente a molte altre scoperte e all'isolamento di altri cluster aventi più atomi di carbonio, i fullereni come il c70 avente la forma di un pallone di rugby, il c76, forme isomeriche, fullereni che inglobano atomi di elio e nuclei metallici...il c60 e altri fullereni si formano in seguito a combustione incompleta dei materiali organicie in talune condizioni mediante trattamento termico della fuliggine e pertanto si considerano dei prodotti naturali presenti sul nostro pianeta dalle origini della sua formazione. L'impiego principale di tali sistemi è la sintesi di tubicini grafitici, i nanotubi, che sono più duri del diamante, sebbene elastici, e mostrano insolite proprietà magnetiche ed elettriche. I nanotubi potrebbero soppiantare gli attuali chip elettronici consentendo la nascita di una nuova generazione di computerpiù veloci e compatti

  • 1 decennio fa

    ti riassumo in breve perchè prima ci hanno scritto una tesi (senza offesa all'utente):

    Il fullerene è uno dei soli quattro esemplari di composti naturali del carbonio (i restanti tre allotropi sono il diamante, la grafite e la cerafite). Sono molecole composte interamente di carbonio, che prendono la forma di una sfera vuota, di un'ellissoide o tubolare. Il fullerene sferico è denominato a volte buckyball, mentre il fullerene cilindrico è altresì noto come buckytube o nanotubo. Ciao buona giornata!!

    p.s.: per maggiori info vedi link sotto!

  • 1 decennio fa

    Come forse sai l'insieme delle sostanze è costituito dal sottoinsieme degli elementi e dal sottoinsieme dei composti.

    Gli elementi a loro volta possono avere come "mattoncino" più piccolo che li costituisce o l'atomo (ed allora sono indicati con il simbolo dell'elemento ad esempio Fe, Mn, Na ...) o la molecola ( esempi O2, Cl2, H2, ovviamente il numero va a pedice in basso a destra). La caratterizzazione può però andare oltre. Ad esempio il carbonio viene sì indicato con il simbolo C, ma il solo simbolo è insufficiente ad indicare le varie forme in cui il carbonio può trovarsi, forme che non differiscono per il "mattoncino" più piccolo che le costituisce che è sempre l'atomo di carbonio, ma per il modo in cui tali "mattoncini" e cioè gli atomi di carbonio sono legati fra loro nello spazio. Vediamo le tre forme più importanti: diamante, grafite e fullerene appunto.

    Diamante : immagina una piramide regolare a base triangolare (un tetraedro) ; immagina che a ciascun vertice della piramide e a metà altezza della piramide ci sia un atomo di carbonio e che ogni atomo di carbonio che si trova ai vertici della piramide si trovi a sua volta a metà dell'altezza di un altro tetraedro e così via ... questa è la struttura del diamante.

    Grafite: in questo caso pensa ad un pavimento fatto di mattonelle esagonali, ogni atomo di carbonio si trova ai vertici di ogni esagono. La grafite è formata da molti strati di questi "pavimenti" disposti uno sopra l'altro; ecco perchè con la matita (grafite) puoi scrivere e con il diamante no; ogni volta che scrivi degli strati di grafite si staccano dalla punta della matita per aderire al foglio.

    Fullerene: possono essere più o meno complessi ma per avere un'idea pensa ad un pallone da calcio dove i vertici di ogni esagono e pentagono sono occupati da atomi di carbonio. I fullereni hanno molteplici applicazioni ma te ne ricordo una in particolare ancora in via di sperimentazione che li vede come strutture veicolanti farmaci contro l'AIDS.

  • 1 decennio fa

    Il fullerene C60 è costituito da 12 pentagoni e 20 esagoni, con ciascun pentagono circondato da cinque esagoni. Questa rappresenta la molecole più simmetrica possibile nello spazio euclideo tridimensionale, essendo “la più rotonda” delle molecole rotonde.

    In pratica è una forma allotropica del C ( vedi anche diamante e grafite ) la sua forma caratteristica è quella di pallone da calcio.

    Inoltre i fullereni sono stati studiati per un loro potenziale uso medicinale - legando specifici antibiotici alla loro struttura per mirare a battere le resistenze dei batteri o perfino per colpire cellule del cancro come il melanoma.

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  • Anonimo
    1 decennio fa

    fullerene è uno dei soli quattro esemplari di composti naturali del carbonio (i restanti tre allotropi sono il diamante, la grafite e la cerafite). Sono molecole composte interamente di carbonio, che prendono la forma di una sfera vuota, di un'ellissoide o tubolare. Il fullerene sferico è denominato a volte buckyball, mentre il fullerene cilindrico è altresì noto come buckytube o nanotubo.

    Indice [nascondi]

    1 Nomenclatura

    2 Fullerite

    3 Previsioni e scoperte

    4 Proprietà

    5 Possibili pericoli

    6 Fullerene in matematica

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    Nomenclatura

    La molecola inizialmente aveva il nome di soccerene, da soccer, visto che la somiglianza con un pallone da calcio era piuttosto evidente, data la forma sferica formata da esagoni concatenati tra loro da pentagoni, solo in seguito è stata così denominata in onore di Richard Buckminster Fuller, architetto celebre per aver diffuso la cupola geodesica. Poiché i fulleriti hanno una struttura simile a quella della cupola, il nome si propose adatto. Il fullerene è strutturalmente simile alla grafite, la quale si costituisce di anelli esagonali collegati tra loro su un piano, ma si differenzia per alcuni anelli di forma pentagonale (o a volte ettagonale) che impediscono una struttura planare.

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    Fullerite

    Il più piccolo fullerene in cui nessuna coppia di pentagoni condivide un bordo (risultando altrimenti destabilizzante) è C60 (fullerite) e in quanto tale risulta essere inoltre il più diffuso. La struttura del C60 è quella di un icosaedro troncato, che assomiglia ad un pallone da calcio, di quelli costituiti da esagoni e pentagoni, ai cui vertici si posiziona ciascun atomo di carbonio e i cui bordi rappresentano i legami. Un nanotubulo single-walled polimerizzato (P-SWNT) è una sostanza composta di fullereni polimerizzati in cui gli atomi di carbonio di buckytube diversi legano tra di loro.

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    Previsioni e scoperte

    Fino al tardo ventesimo secolo, la grafite ed il diamante erano gli unici allotropi conosciuti del carbonio. Poi, negli esperimenti con fasci molecolari, si osservarono molecole con massa corrispondente in modo esatto a quella di 60, 70 o anche oltre, atomi di carbonio. Harold Kroto, dall'University of Sussex, James Heath, Sean O'Brien, Robert Curl e Richard Smalley, dalla Rice University, scoprirono il C60 ed gli altri fullereni. Kroto, Curl e Smalley hanno ricevuto il premio Nobel per la chimica nel 1996, per il loro ruolo nella scoperta di questa categoria di composti. Il C60 ed altri fullereni furono successivamente notati in ambienti fuori dai laboratori (ad esempio nella classica fuliggine della candela). Sino al 1991, era relativamente facile produrre determinate quantità di polvere di fullerene, tramite le tecniche messe a punto da Donald Huffman e Wolfgang Krätschmer. La purificazione del fullerene rimane una sfida per i chimici e determina il suo prezzo in larga misura.

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    Proprietà

    Immagine generata al computer del Fullerene C540A partire dal primo ventunesimo secolo, le proprietà chimiche e fisiche dei fullereni sono stati importanti oggetti di studio, sia nei laboratori di ricerca puri che applicati. Nell'aprile del 2003, i fullereni sono stati studiati per un loro potenziale uso medicinale - legando specifici antibiotici alla loro struttura per mirare a battere le resistenze dei batteri o perfino per colpire cellule del cancro come il melanoma.

    Il fullerene non è molto reattivo data la stabilità dei legami simili a quelli della grafite ed è inoltre ragionevolmente insolubile nella maggioranza dei solventi. I ricercatori hanno potuti aumentare la reattività fissando dei gruppi attivi alla superficie del fullerene.

    La fullerite non esibisce il fenomeno della "superaromatizzazione": cioè gli elettroni negli anelli esagonali non si delocalizzano all'interno dell'intera molecola. Altri atomi possono essere bloccati all'interno dei fullereni e una recente prova ha datato gli effetti di una meteora alla conclusione del periodo permiano (era paleozoica tarda). Questo fu reso possibile analizzando i gas nobili conservati nella struttura del fullerene.

    In nanotecnologia, la resistenza termica e la superconduttività sono alcune delle proprietà più studiate. Un metodo comune impiegato per produrre i fullereni si traduce nella trasmissione di una forte corrente fra due elettrodi di grafite in condizioni di atmosfera inerte. L'arco risultante del plasma del carbonio fra gli elettrodi si raffredda in residuo fuligginoso, da cui possono essere isolati molti fullereni.

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    Possibili pericoli

    Anche se in teoria i buckyballs sono relativamente inerti, una presentazione della Società Chimica Americana nel mese di marzo del 2004, descritta in un articolo di "New Scientist" il 3 aprile 2004, suggerisce che la molecola è nociva agli organismi. Un esperimento condotto da Eva Oberdörster alla Southern Methodist University, ha dimostrato che, introducendo fullerene in acqua in concentrazione pari a 0.5 ppm, la spigola ha sofferto danni cellulari nel tessuto del cervello dopo 48 ore. I danni sono stati identificati come perossidazione dei lipidi, patologia conosciuta per alterare il funzionamento delle membrane delle cellule. Si sono verificati inoltre cambiamenti infiammatori nel fegato e nell'attivazione dei geni atti alla sintesi di enzimi di riparazione.

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    Fullerene in matematica

    In matematica, un fullerene è un poliedro convesso trivalente con facce esagonali e pentagonali. Usando la formula di Eulero, si può dimostrare facilmente che ci sono esattamente 12 pentagoni in un fullerene. Il più piccolo fullerene è il C20, il dodecaedro. Non ci sono fullereni con 22 vertici. Il numero di fullereno C2n si sviluppa velocemente con l'aumento di n = 12, 13, ...

    Per esempio, ci sono 1812 fullereni non-isomorfici C60 ma soltanto uno di essi, il fullerite, non ha accoppiamento di pentagoni adiacenti.

    Ciao

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