PROPIEDADES DEL FULLERENO

Propiedades del fullereno;

Desde su descubrimiento, las propiedades químicas y físicas de los fulerenos todavía continúan bajo un intenso estudio. Entre las propiedades físicas más relevantes se encuentra el gap de energía entre el orbital ocupado de más alta energía (HOMO) y el orbital desocupado de menor energía (LUMO), cuya medida es ca. 1.7 eV.4 5 La simetría del estado base del fulereno C60 corresponde al grupo puntual Ih. En esta simetría los orbitales HOMO y LUMO están cinco y tres veces degenerados, hu y t1u respectivamente. Debido a este hecho, transiciones electrónicas desde HOMO a LUMO están prohibidas por simetría. El fulereno C60 presenta 174 modos normales de vibración (3N - 6, donde N = 60 átomos de carbono) en la región del infrarrojo. No obstante, solo cuatro modos normales son activos.

En el icosadro truncado y los cuerpos geométricos semejantes a él -los exapentas- la clave matemática está en la relación geométrica entre los exágonos y los pentágonos que los configuran. La demostración de la armonía en los exapentas en general, dada la consonancia entre sus exágonos y pentágonos componentes (considerando que ambas figuras en cada caso tienen la misma longitud de sus lados o aristas del poliedro), está dada en la relación de sus apotemas mediante el Número Áureo (ф = 1,618…).

En el campo de la nanomedicina, el fulereno C60 se ha estudiado su potencial uso medicinal como fijador de antibióticos espécificos en su estructura para atacar bacterias resistentes y ciertas células cancerígenas, tales como el melanoma.

Los fullerenos no son muy reactivos debido a la estabilidad de los enlaces tipo grafito, y son también muy poco solubles en la mayoría de disolventes. Entre los disolventes comunes para los fullerenos se incluyen el tolueno y el disulfuro de carbono. Las disoluciones de buckminsterfullereno puro tienen un color púrpura intenso. El fullereno 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 fullerenos. El buckminsterfullereno 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 fullerenos; de hecho existen evidencias de ello gracias al análisis del gas nobleconservado en estas condiciones tras el impacto de un meteorito a finales del periodo Pérmico. En el campo de la nanotecnología, laresistencia térmica y la superconductividad son algunas de las características más profundamente estudiadas.

Un método habitual para producir fullerenos 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 fullerenos diferentes.

Durante la última década, las propiedades químicas y físicas de fulerenos han sido un tema candente en el campo de la investigación y el desarrollo, y es probable que siga siendo durante mucho tiempo. Popular Science ha publicado artículos acerca de los posibles usos de los fullerenos en armadura. En abril de 2003, fullerenos fueron objeto de estudio para su posible uso medicinal: antibióticos específicos de unión a la estructura para atacar bacterias resistentes e incluso apuntar ciertas células de cáncer como el melanoma. El número de octubre de 2005, de Química y Biología contiene un artículo que describe el uso de fullerenos como agentes antimicrobianos activadas por la luz.

En el campo de la nanotecnología, resistencia al calor y la superconductividad son algunas de las propiedades más intensamente estudiadas.

Un método común utilizado para producir fullerenos es enviar una gran cantidad de corriente entre dos electrodos de grafito cercanos en una atmósfera inerte. El arco de plasma de carbono resultante entre los electrodos se enfría en residuos de hollín que muchos fullerenos pueden ser aislados.

Hay muchos cálculos que se han hecho con métodos cuánticos ab-initio aplicados a fullerenos. Por métodos DFT y TD-DFT se puede obtener espectros IR, Raman y UV. Los resultados de estos cálculos se pueden comparar con los resultados experimentales.

Aromaticidad

Los investigadores han sido capaces de aumentar la reactividad de los fullerenos uniendo grupos activos a sus superficies. Buckminsterfullerene no exhibe "superaromaticity": es decir, los electrones de los anillos hexagonales no deslocalizar sobre toda la molécula.

Un fulereno esférico de átomos de carbono, n tiene n electrones pi-unión, libres de deslocalizar. Deben tratar de deslocalizar en toda la molécula. La mecánica cuántica de una disposición de este deben ser como una concha sólo de la conocida estructura mecánica cuántica de un solo átomo, con una cáscara llena estable para n = 2, 8,

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