La scoperta dei Fullereni e la sua importanza
I premi Nobel per la Chimica del 1996, Robert F. Curl, Richard E. Smalley e Harold W. Kroto, hanno contribuito alla scoperta di una nuova forma allotropica del carbonio: i fullereni. Questi composti sono costituiti interamente da atomi di carbonio e presentano una struttura simile a una sfera cava o a un ellissoide, chiamati “buckyball”, o a una forma tubolare chiamata “buckytube” o nanotubi di carbonio.
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La Struttura dei Fullereni
Uno dei fullereni più significativi è costituito da 60 atomi di carbonio disposti in una struttura che ricorda un icosaedro tronco con 12 pentagoni e 20 esagoni. Questa forma è stata chiamata “buckminsterfullerene” in onore dell’architetto Buckminster Fuller, che progettò cupole geodetiche con una struttura simile. La struttura dei fullereni è stata determinata tramite spettrometria di massa.
La Struttura Molecolare
La formazione dei fullereni avviene attraverso la vaporizzazione di barre di grafite in atmosfera di elio. Ogni atomo di carbonio nella struttura è legato a tre atomi di carbonio tramite un doppio legame e due legami semplici, suggerendo un’ibridazione sp². Tuttavia, a differenza della grafite dove gli atomi sono su un piano, nei fullereni gli atomi non sono planari e l’angolo tra gli orbitali pz introduce una certa tensione molecolare.
Stabilità e Proprietà uniche
Nonostante la tensione, la simmetria elevata dei fullereni permette una distribuzione uniforme della tensione, conferendo stabilità alla struttura molecolare. Questa caratteristica di elevata simmetria è ciò che distingue i fullereni dagli altri allotropi del carbonio e contribuisce alle loro proprietà uniche.
In conclusione, la scoperta dei fullereni ha giocato un ruolo cruciale nell’espandere la nostra comprensione dell’allotropia del carbonio e ha aperto la strada a nuove ricerche e applicazioni nell’ambito della chimica e della scienza dei materiali.
