1. El diamante es uno de los alótropos del carbono mejor conocidos, cuya dureza y alta dispersión de la luz lo hacen útil para aplicaciones
industriales y joyería. El diamante es el mineral natural más duro conocido, lo que lo convierte en un abrasivo excelente y le permite
mantener su pulido y lustre extremadamente bien. No se conocen sustancias naturales que puedan rayar o cortar un diamante.
El mercado para los diamantes de grado industrial opera de un modo muy diferente a su contraparte de grado gema. Los diamantes
industriales son valuados principalmente por su dureza y conductividad térmica, haciendo muchas de las características gemológicas del
diamante, incluyendo claridad y color, principalmente irrelevantes. Esto ayuda a explicar por qué el 80% de los diamantes minados,
inadecuados para uso como gemas y conocidos como bort, son destinados para uso industrial. Además de los diamantes minados, los
diamantes sintéticos encontraron aplicaciones industriales casi inmediatamente después de su invención en la década de 1950; otros 600
millones de quilates (80000 kg) de diamantes sintéticos son producidos anualmente para uso industrial—casi cuatro veces la masa de
diamantes naturales minados en el mismo período.
El uso industrial dominante de los diamantes es en cortado, perforado (brocas de perforación), abrasión (cortadores con filo de diamante),
y pulido. La mayoría de usos del diamante en estas tecnologías no requiere diamantes grandes; en efecto, la mayoría de diamantes que
son de calidad de gema pueden encontrar un uso industrial. Los diamantes son insertados en puntas de taladros o hojas de sierras, o
dispersadas en un polvo para su uso en lijas y aplicaciones de pulido. Algunas aplicaciones especializadas incluyen uso en laboratorios
como contenedores para experimentos de alta presión (ver yunque de diamante), rodamientos de alto desempeño, y un uso limitado en
ventanas especializadas.
Con los avances continuos que se hacen en la producción de diamante sintético, algunas aplicaciones futuras están comenzando a ser
factibles. Es objeto de mucha excitación el posible uso del diamante como un semiconductor apto para construir microchips, o el uso del
diamante como un disipador en electrónica. Hay esfuerzos de investigación significativos en Japón, Europa, y los Estados Unidos para
capitalizar el potencial ofrecido por las propiedades materiales únicas del diamante, combinadas con la calidad incrementada y la
cantidad de suministro que comienza a hacerse disponible de parte de los fabricantes de diamantes síntéticos.
Cada átomo de carbono en un diamante está unido covalentemente a otros cuatro átomos de carbono, dispuestos en un tetraedro. Estos
tetraedros, juntos, forman una red tridimensional de anillos de carbono de seis miembros (similar al ciclohexano), en la conformación de
silla, permitiendo que haya tensión de ángulo de enlace de cero. Esta red estable de enlaces covalentes y anillos hexagonales es la razón
de que el diamante sea increíblemente duro.
Grafito[editar]
Artículo principal: Grafito
El grafito (denominado así por Abraham Gottlob Werner en 1789, del griego γράφειν (graphein, "dibujar/escribir", por su uso en lápices)
es uno de los alótropos más comunes del carbono. A diferencia del diamante, el grafito es un conductor eléctrico, y puede ser usado, por
ejemplo, como material en los electrodos de una lámpara de arco eléctrico. El grafito tiene la distinción de ser la forma más estable de
carbono a condiciones estándar. En consecuencia, es usado en termoquímica como el estado estándar para definir el calor de formación
de los compuestos de carbono.
El grafito es capaz de conducir la electricidad, debido a la deslocalización de los electrones π sobre y debajo de los planos de los átomos
de carbono. Estos electrones tienen libertad de movimiento, por lo que son capaces de conducir la electricidad. Sin embargo, la
electricidad es conducida sólo a los largo del plano de las capas. En el diamante, los cuatro electrones externos de cada átomo de carbono
están 'localizados' entre los átomos en enlaces covalentes. El movimiento de los electrones está restringido, y el diamante no conduce
corriente eléctrica. En el grafito, cada átomo de carbono usa sólo 3 de sus 4 electrones de los niveles de energía externos en enlaces
covalentes a otros tres átomos de carbono en un plano. Cada átomo de carbono contribuye con un electrón a un sistema deslocalizado que
es parte también del enlace químico. Los electrones deslocalizados son libres de moverse a través del plano. Por esta razón, el grafito
conduce la electricidad a lo largo de los planos de los átomos de carbono, pero no conduce en una dirección a ángulos rectos al plano.
El polvo de grafito es usado como un lubricante seco. Aunque puede pensarse que esta importante propiedad industrial es debida
netamente al débil acoplamiento interlaminar entre las hojas en la estructura, en efecto, en un ambiente vacío (como en las tecnologías
pasa uso en el espacio), el grafito resultó ser un lubricante muy pobre. Este hecho conduce al descubrimiento de que la lubricidad es
debida al aire y agua adsorbidos entre las capas, a diferencia de otros lubricantes secos laminares, como el disulfuro de molibdeno.
Estudios recientes sugieren que un efecto denominado superlubricidad puede también explicar este efecto.
Cuando un gran número de defectos cristalográficos unen estos planos entre sí, el grafito pierde sus propiedades lubricantes y se
convierte en lo que es conocido como carbono pirolítico, un material muy útil en implantes que contactan sangre, tales como las válvulas
cardíacas prostéticas.
Los grafitos naturales y cristalinos no son usados frecuentemente en forma pura como materiales estructurales, debido a sus planos
irregulares, fragilidad y propiedades mecánicas inconsistentes.

2. En sus formas sintéticas vítreas puras (isotrópicas), el grafito pirolítico y la fibra de carbono, el grafito es un material extremadamente
fuerte, resistente al calor (hasta 3000 °C), usado en escudos térmicos para las narices de los misiles, motores de cohetes sólidos, reactores
de alta temperatura, zapatas de freno, y escobillas de motores eléctricos.
Los grafitos intumescentes o expandibles son usados en sellos de fuego, ajustados alrededor del perímetro de una puerta de fuego.
Durante un fuego, el grafito se entumece (expande y calcina) para resistir la penetración del fuego y evitar la difusión de los humos. Una
temperatura típica de expansión inicial (SET) está entre 150 y 300 grados Celsius.
Densidad: su gravedad específica es 2,3, lo que lo hace más ligero que el diamante.
Efecto del calor: es el alótropo más estable del carbono. A una temperatura de 2500 grados Celsius, puede ser transformado en diamante.
A cerca de 700 grados Celsius, arde en oxígeno puro formando dióxido de carbono.
Actividad química: es ligeramente más reactivo que el diamante. Esto es debido a que los reactantes son capaces de penetrar entre las
capas hexagonales de átomos de carbono en el grafito. No es afectado por solventes ordinarios, ácidos diluidos, o álcalis fundidos. Sin
embargo, el ácido crómico lo oxida a dióxido de carbono.
Grafeno[editar]
Artículo principal: Grafeno
Una sola capa de grafito, que alguna vez se creyó ser imposible, es denominada grafeno y tiene propiedades eléctricas, térmicas y físicas
extraordinarias. Puede ser producido por epitaxia (deposición química de vapor) en una superficie aislante, o por exfoliación mecánica
(pelado repetido). Sus aplicaciones pueden incluir reemplazar al silicio en dispositivos electrónicos de alto rendimiento
Grafino[editar]
Artículo principal: Grafino
El grafino es una forma alotrópica del carbono. Su estructura es de láminas planas de un átomo de espesor, con uniones entre átomos de
enlaces triples
El carbono amorfo es el nombre usado para el carbono que no tiene una estructura cristalina. Como con todos los materiales vítreos,
puede presentarse algún orden de corto alcance, pero no hay patrones de largo alcance de las posiciones atómicas.
Aunque puede fabricarse carbono completamente amorfo, el carbono amorfo natural (como el hollín) realmente contiene cristales
microscópicos de grafito,1
algunas veces diamante.2
A escala macroscópica, el carbono amorfo no tiene una estructura definida, puesto
que consiste de pequeños cristales irregulares, pero a escala nanomicroscópica, puede verse que está hecho de átomos de carbono
colocados regularmente.
El carbón y el hollín o negro de carbón son llamados informalmente carbono amorfo. Sin embargo, son productos de la pirólisis, que no
produce carbono amorfo verdadero bajo condiciones normales. La industria del carbón divide al carbón en varios grados, dependiendo de
la cantidad de carbono presente en la muestra, comparada con la cantidad de impurezas. El grado más alto, antracita, es aproximadamente
90 por ciento carbono y 10% otros elementos. El carbón bituminoso es aproximadamente 75-90% carbono, y el lignito es el nombre del
carbón que tiene alrededor de 55 por ciento de carbono.
La hulla es una roca sedimentaria orgánica, un tipo de carbón mineral que contiene entre un 45 y un 85 por ciento de carbono. Es dura y
quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso. Se formó mediante la compresión del lignito, principalmente en la Era
Primaria, durante los períodos Carbonífero y Pérmico. Surge como resultado de la descomposición de la materia vegetal de los bosques
primitivos, proceso que ha requerido millones de años. Es el tipo de carbón más abundante.
Presenta mayor proporción de carbono, menor porcentaje de humedad y mayor poder calorífico que el lignito.