El carbono existe en formas alotrópicas cristalinas como el diamante y el grafito, y formas parcialmente cristalinas como el negro de carbón y las fibras de carbono. El diamante es la forma más dura del carbono mientras que el grafito es la más blanda, a pesar de estar compuestos por los mismos átomos. Estas diferentes formas del carbono tienen aplicaciones variadas incluyendo joyería, herramientas, lubricantes y materiales compuestos.

1. Carbono cristalino y parcialmente cristalino. Jéssica Hernández

2. Carbono. El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrópicas. El carbono existe en dos formas alotrópicas cristalinas bien definidas: diamante y grafito. Otras formas son consideradas parcialmente cristalinas como: Negro de carbón, Fibras de carbono, Carbón activado.

3. Diamante. Es un alótropo del carbono donde los átomos de carbono están dispuestos en una variante de la estructura cristalina cúbica centrada en la cara denominada red de diamante. El diamante es la segunda forma más estable de carbono, después del grafito; sin embargo, la tasa de conversión de diamante a grafito es despreciable a condiciones ambientales. Sus colores típicamente son amarillo, marrón o gris a incoloro. Menos frecuente azul, verde, negro, blanco translúcido, rosado, violeta, anaranjado, púrpura y rojo .

4. Grafito. Es de color negro con brillo metálico, refractario y se exfolia con facilidad. En la dirección perpendicular a las capas presenta una conductividad de la electricidad baja y que aumenta con la temperatura, comportándose como un semiconductor. Presenta color negro acero o gris.

5. Negro de carbón:Es una forma de carbono muy finamente dividida. Carbón coloidal fabricado industrialmente en forma de esferas. Se fabrica por descomposición térmica o por combustión incompleta de hidrocarburos. Fibras de carbono. se preparan por pirolisis controlada de las fibras de asfalto. Las capas constan de cintas paralelas al eje de la fibra. Los fuertes enlaces dentro del plano proporcionan a la fibra una gran resistencia a la tensión. Carbón activado: carbón poroso. Se prepara por pirolisis controlada y posterior activación física o química. En los bordes de las capas hexagonales hay grupos funcionales por lo que tiene una gran actividad superficial.

6. Reactividad química del grafito. Debido a la deslocalización de los electrones del orbital pi, el grafito es conductor de la electricidad, propiedad que permite su uso en procesos de electroerosión. El material es blando y las diferentes capas, a menudo separadas por átomos intercalados, se encuentran unidas por enlaces de Van de Waals, siendo relativamente fácil que unas deslicen respecto de otras, lo que le da utilidad como lubricante.

7. Producción del diamante y del grafito. El carbono es un elemento notable por varias razones. Sus formas alotrópicas incluyen, sorprendentemente, una de las sustancias más blandas (el grafito) y la más dura (el diamante) y, desde el punto de vista económico, uno de los materiales más baratos (carbón) y uno de los más caros (diamante). El grafito tiene exactamente los mismos átomos del diamante, pero por estar dispuestos en diferente forma, su textura, fuerza y color son diferentes. Los diamantes naturales se forman en lugares donde el carbono ha sido sometido a grandes presiones y altas temperaturas.

8. Los diamantes se pueden crear artificialmente, sometiendo el grafito a temperaturas y presiones muy altas. Su precio es menor al de los diamantes naturales, pero si se han elaborado adecuadamente tienen la misma fuerza, color y transparencia. A muy altas presiones, el carbono adopta la forma del diamante, en el cual cada átomo está unido a otros cuatro átomos de carbono

9. Usos del diamante y del grafito. • El grafito es un mineral y se emplea en ladrillos, crisoles, etc. • Al deslizarse las capas fácilmente en el grafito, resulta ser un buen lubricante sólido. • Se utiliza en la fabricación de diversas piezas en ingeniería, como pistones, juntas, arandelas, rodamientos, etc. • Este material es conductor de la electricidad y se usa para fabricar electrodos. También tiene otras aplicaciones eléctricas. • Se emplea en reactores nucleares, como moderadores y reflectores. • El grafito mezclado con una pasta sirve para fabricar lápices.

10. • Es usado para crear discos de grafito parecidos a los de discos vinilo salvo por su mayor resistencia a movimientos bruscos de las agujas lectoras. • Se puede crear grafeno, el material más conductor y resistente que existe, futuro sustituto del silicio en la fabricación de chips. • En homeopatía es utilizado como medicamento, el cual, después de ser extraída la tintura madre, diluida y dinamizada, se utiliza para tratar enfermedades como tristeza, inquietud, llanto fácil, desesperación, etc.

11. • Algunas aplicaciones especializadas del diamante incluyen el uso en laboratorios como contenedor para experimentos de alta presión, rodamientos de alto desempeño, y un uso limitado en ventanas especializadas. • El uso industrial de los diamantes ha sido asociado históricamente con su dureza; esta propiedad hace al diamante el material ideal para herramientas de cortado y pulido. Como material natural más duro conocido, el diamante puede ser usado para pulir, cortar, o erosionar cualquier material, incluyendo otros diamantes. • El diamante también es usado en joyería, a diferencia de otras gemas, se adaptan bien al uso diario debido a su resistencia al rayado.

12. Datos interesantes del grafito y del diamante.• La descomposición del diamante es tan extremadamente lenta que sólo es apreciable a escala geológica.• El grafito se encuentra en yacimientos naturales y se puede extraer, pero también se produce artificialmente. El principal productor mundial de grafito es China, seguido de India y Brasil. • Más o menos el 49% de los diamantes provienen de África central y del sur, aunque se han descubierto fuentes significativas del mineral en Canadá, India, Rusia, Brasil y Australia.

13. • No todos los diamantes encontrados en la Tierra se originaron aquí. Un tipo de diamante denominado diamante carbonado, el cual se encuentra en Sudamérica y África, puede haberse depositado ahí vía un impacto de asteroide (no formado por el impacto) hace aproximadamente 3 mil millones de años.• La mayoría de diamantes naturales se forman a condiciones de presión alta y temperatura alta, existentes a profundidades de 140 km a 190 km en el manto terrestre. Los diamantes son llevados cerca a la superficie de la Tierra a través de erupciones volcánicas profundas por el magma.

14. • El diamante tiene la más alta dureza y conductividad térmica de todos los materiales.El origen de los colores en el diamante está en los defectos de red e impurezas.