Até 1985, somente a grafite, o diamante e o carvão eram conhecidos

como formas alotrópicas do carbono (alotropia é o fenômeno que ocorre

quando um elemento químico forma duas ou mais substâncias simples

diferentes). No entanto, em setembro deste mesmo ano, um grupo de

cientistas liderados por H.

W. Kroto e R. E. Smalley lançaram laser em grafite a mais de 104 °C

e verificaram em espectrometria de massa que o produto continha uma

série de moléculas com número de átomos de carbono de 44 a 90. A

concentração de moléculas variava, mas a de 60 carbonos era a de maior

destaque.

Este experimento mostrou a descoberta da nova forma alotrópica do

carbono. Graças a este experimento, em 1996 Kroto, Smalley e Curl

ganharam o prêmio Nobel de química.

Em 1990, Wofgang Kratschmer, Nonal Huffman e outros, descreveram a primeira síntese e o isolamento do C60.

Este novo grupo de compostos, os fulerenos, é um grupo de compostos aromáticos.

A denominação fulereno é uma homenagem ao arquiteto

R. Buckminster Fuller que construiu e popularizou as cúpulas

geodésicas, que usam o mesmo princípio na aparência.

Fulerenos

Os fulerenos são moléculas estruturadas na forma de

“gaiolas”, ou seja, elas têm a forma fechada em si. Os fulerenos são

constituídos por uma rede formada por pentágonos e hexágonos, fechando

assim a “esfera”. Cada carbono de um fulereno está hibridizado em sp² e

forma ligações sigma (ligação simples) com três outros átomos de

carbono, restando um elétron de cada carbono, que fica deslocalizado

num sistema de orbitais moleculares que atribui à molécula o caráter

aromático.

Os fulerenos possuem quantidades diferentes de

átomos de carbono, podendo ser formados por 20, 60, 70, 100, 180, 240 e

até 540 átomos de carbono. É comumente falado do C60 e também do C70,

pois estes foram os primeiros a serem descobertos e também são os mais

comuns, mas os outros também têm importância na classe dos fulerenos.

Os fulerenos como dito anteriormente, são

estruturados na forma de “gaiolas”, ou esferas ocas, que são formadas

por anéis de 5 e 6 átomos de carbono, sendo estas estruturas bastante

estáveis, sendo possível encontrá-las na natureza, como mais uma forma

alotrópica do carbono.

Estes compostos possuem a capacidade de “aprisionar” átomos ou

moléculas de gases em seus interiores. Um exemplo é o aprisionamento do

hélio e do argônio no interior de um tipo de fulereno, que foi

encontrado, sendo que os gases guardavam todas as características dos

isótopos presentes.

Para uma molécula “entrar” dentro da estrutura dos fulerenos é

necessário que ela possua uma determinada quantidade de energia, pois

ela tem que romper a resistência provocada pelos elétrons livres da

estrutura. Quando estas moléculas estão no interior da estrutura, elas

não conseguem mais sair.

Quando ocorre a penetração de átomos de metais no interior dos

fulerenos, ocorre então a formação de sais, os chamados, bucketos, que

possuem faces metálicas.

Os fulerenos purificados têm uma grande atratividade no que

se refere à cor. O C60, por exemplo, é um sólido com cor de mostarda e

quando dissolvido em solução de hidrocarbonetos aromáticos, como o

benzeno, a solução possui uma coloração magenta, avermelhada. Já o C70

possui uma coloração marrom avermelhada e em solução tem a cor vermelho

vinho. O C76, C78 e C84 são amarelos.

Atualmente muitos compostos de fulerenos são conhecidos e estudados,

tais como os bucketos citados acima e os fulerois, C60(OH)n (n=24-26),

entre outros compostos.

O carbono pode existir em pelo menos seis formas cristalinas de cadeias carbônicas infinitas: grafites a e b, diamante, lonsdaleita (diamante hexagonal), caoita e carbono(VI), das quais a grafite a (hexagonal) é a mais estável a temperaturas e pressões normais. Essas formas alotrópicas diferem ou no ambiente de coordenação dos átomos de carbono ou na seqüência de empacotamento de camadas na rede cristalina; essas diferenças determinam importantes diferenças nas propriedades físicas e químicas dos alótropos.

Os fulerenos são sólidos pretos; dissolvidos em solventes apropriados, formam soluções coloridas (C60, magenta; C70, vinho; C76, amarelo/verde). A exploração de suas propriedades fotofísicas e eletroquímicas pode se provar útil. O C60 absorve luz visível, formando uma espécie excitada, *C60. Essa espécie absorve mais luz (é mais preta) do que o C60, o que significa que a solução de C60 funciona como um limitador ótico (materiais que limitam a intensidade de luz transmitida a um valor máximo, convertendo em calor a luz em excesso). Se filmes finos de C60 puderem ser depositados sobre vidro e se comportarem como limitadores óticos, ele poderá ser usado para proteger equipamentos sensíveis (inclusive o olho humano) de superexposições acidentais a raios de luz (de lasers, por exemplo).

Fonte: www.quiprocura.net