¿ Es eso una Molécula ?
¿Es posible que ese montón de hexágonos represente una molécula de verdad?.
¿O podría ser un fragmento minúsculo de un sólido ?
.
... Quizá ...
.
    En la naturaleza existen muchas moléculas que los científicos representan con hexágonos.

    La molécula de benceno es la más simple. Seis átomos de Carbono que forman un anillo hexagonal, cada uno de los cuales está enlazado a otros dos átomos de carbono (C) y a un átomo de hidrógeno (H). El químico alemán  Friedrich August Kekule fue el primero en descubrir su estructura hexagonal. Los dibujos que siguen son tres formas diferentes de representar una molécula de benceno:

Si fundimos dos de esos anillos hexagonales tenemos una nueva molecula: el naftaleno
El benceno es un líquido, pero el naftaleno es sólido. Es el producto blanco, de olor tan característico, con el que se fabrican las bolas de naftalina contra la polilla.

Aquí tenemos tres formas de representar una molécula de naftaleno:
   Como puedes ver, al fundir dos anillos de esta manera, hay dos átomos de carbono que pertenecen a ambos anillos. Estos átomos de carbono "internos" tienen su capacidad de enlace saturada y no se enlazan a ningún átomo de hidrógeno.
 

    Además del benceno y el naftaleno hay muchas otras moléculas más grandes formadas por grupos hexagonales de átomos de carbono. Mira la siguiente serie de anillos fundidos en linea. La tabla incluye el nombre, la estructura y la fórmula de moléculas cada vez más largas ¡ Y todas son representaciones de MOLÉCULAS QUE  EXISTEN DE VERDAD !
 
 
 

Benceno
Naftaleno
Antraceno
Naftaceno
Pentaceno

Y la serie sigue ...

Probablemente no conoces el nombre del siguiente miembro de esta serie, una molécula con 6 anillos fundidos linealmente.
Normal, Yo tampoco se su nombre. ¡ Pero apuesto a que sabrías averiguar su fórmula !.
¿ Quieres intentarlo ?. ¡ Es una serie lógica !
(La respuesta al final de esta página)
 

Muy bien. Y ahora, ¿ por qué no juntamos anillos, no a lo largo de una sola dimensión, sino en dos dimensiones ?. Podríamos "inventar" moléculas como las de aquí abajo. Y, de nuevo, resulta que TODAS SON MOLECULAS REALES.

 Ahora las cosas ya se van complicando más en cuanto a las fórmulas. Pero en general podemos ver que cuantos más anillos condensamos menos átomos de hidrógeno hay en relación a los átomos de carbono. Fíjate, nuestra última molécula, C24H12 tiene justo el doble de átomos de carbono que átomos de hidrógeno. El anillo de benceno tenía 6C y 6H.
 

¿ Hasta donde podemos llegar con este asunto de condensar anillos ?.

Pues te puedo contar por ejemplo que hay un producto natural bastante común (seguramente no muy lejos de ti en este mismo momento ) que está hecho precisamente de átomos de carbono ordenados con estructura hexagonal. Es el grafito y se encuentra en el interior de tu lápiz.



  Un grano minúsculo de grafito esta formado por miles de millones de átomos de carbono ordenados en capas con estructura hexagonal como se muestra en la figura. Las capas se apilan unas sobre otras pero sin formar enlaces químicos entre ellas, y esta estructura es precisamente la que da al grafito sus propiedades (es blando y exfoliable, se usa como lubricante sólido).

    Al pasar del benceno (líquido) al naftaleno (sólido blanco, funde fácilmente, soluble en disolventes orgánicos) y al grafito (sólido negro insoluble, infusible) hemos recorrido un largo camino. El grafito es un sólido extenso, con propiedades radicalmente diferentes de las de los sólidos moleculares como el naftaleno o el antraceno.
    Por ejemplo, el grafito es un buen conductor de la electricidad: los electrones se desplazan a través de ese material "saltando" sin problemas de un átomo de carbono a otro. Por el contrario, los sólidos moleculares, que están formados por miles de millones de moléculas individuales como las que hemos visto antes, son aislantes de la electrcidad. El benceno o el naftaleno son compuestos donde los enlaces químicos se limitan a unidades muy pequeñas (las moléculas) que comprenden tan solo unos pocos átomos ( 10-10 metros, es decir, Angstroms). Por otra parte, en el grafito, el enlace químico entre átomos se extiende a lo largo y ancho del espacio en dimensiones relativamente mucho más grandes (10-6 metros, es decir, micras). Hemos saltado de una situación a la otra muy rápidamente, pero... ¿ que hay de las situaciones intermedias ?.

  ............ La dimension nanométrica. ..........

    ¿Hay moléculas con... digamos... 100 átomos de C?  ¿o con 1000?.
    ¿Cómo de pequeña podemos llegar a hacer una minúscula partícula de grafito?.
    ¿Podríamos conseguir un fragmento de 100 000 átomos de C?. ¿o de 1000?
    ¿Podríamos aislar una sola capa de grafito?
    ¿Como podríamos preparar un polímero de anillos fundidos en linea de formula C40002H20004 ?
    ¿Sería ese polímero un conductor de la electricidad?

    Todas estas son preguntas abiertas, todavía por responder.

    El hecho es que estamos empezando a darnos cuenta de la importancia que tienen las moléculas, compuestos o sólidos de dimensiones nanométricas. El aislamiento de semiconductores en dimensiones cuánticas o el descubrimiento de los fulerenos son sólo un par de ejemplos de nuevos y apasionantes descubrimientos en este sentido (ver la página Moléculas calentitas: Fullerenos).  Y ¿Cómo es que no se han sintetizado ya esas moléculas gigantes de carbono?. Bueno, lo cierto es que los científicos sólo llevan cinco generaciones elaborando y refinando todos esos compuestos que hoy se ven en los libros de texto de Química. O sea, que queda todavía mucho por hacer y mucho que averiguar... en la dimensión nanométrica.
 
 
 
 

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La formula del sexto miembro de la serie es C26H16 .
En general, la fórmula del enésimo miembro de esta serie lineal (con n anillos), es C4n+2H2n+4


  Preguntas y comentarios a cienciateca@mail.com |  Última modificación: 7 feb 2002
©Pedro Gómez-Romero, 1998-2002
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