Carbonia (composto)
| Carbonia | |
|---|---|
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | CO2 |
| Indicazioni di sicurezza | |
La carbonia è un composto chimico del carbonio con l'ossigeno, covalente ma non molecolare,[1] avente formula minima CO2. È una forma allotropica dell'anidride carbonica, strutturalmente analoga alla silice (SiO2), ma che è stabile solo sotto alte pressioni.
Più precisamente, la sua struttura è analoga a quella della silice amorfa (vetro di quarzo[2]),[3] dove ogni atomo di carbonio è unito con legami singoli a quattro atomi di ossigeno, disposti ai vertici di un tetraedro, in un reticolo tridimensionale.[1] Il carbonio è quindi ibridato sp3,[4] con coordinazione tetraedrica, a differenza che nella molecola CO2, dove è ibridato sp, con coordinazione lineare.
È stata ottenuta in laboratorio per la prima volta nel 2006 assoggettando il ghiaccio secco (CO2 solida) contenuto in una cella a incudine di diamante ad altissime pressioni (400.000 ÷ 480.000 atm).[5][6]
È un materiale ultraduro, la cui durezza si avvicina a quella del diamante, ma che è stabile solo a pressioni elevate.
La carbonia è stata ottenuta da un progetto di collaborazione tra il LENS di Firenze e il SOFT di Roma, nel 2006. Si può ottenere anche partendo dalla comune anidride carbonica in forma gassosa, compressa a circa 7.105 atmosfere, paragonabile a quella ad una profondità di oltre 1000 km sotto la crosta terrestre. Si porta poi la temperatura a 400 gradi celsius, diminuendo la pressione gradualmente fino a 1.105 atmosfere.
Il nome è in analogia con ossidi ceramici come titania, zirconia, scandia, ittria, ceria, vanadia, e simili.
Caratteristiche fisiche
[modifica | modifica wikitesto]La carbonia possiede un modulo di compressibilità estremamente elevato, pari a 365 GPa, il più alto noto per i materiali amorfi, pari all'82,4% del valore del cristallo di diamante (443 GPa), il più alto in assoluto. La carbonia, ottenuta secondo il procedimento sopra descritto, non è stabile in condizioni normali, e si riconverte rapidamente in anidride carbonica molecolare.
Si pensa che materiali misti carbonia-silice[7] possano mantenere le caratteristiche della carbonia anche in condizioni standard, aprendo quindi la strada alle applicazioni pratiche.
Note
[modifica | modifica wikitesto]- 1 2 (EN) Mario Santoro, Federico A. Gorelli e Roberto Bini, Amorphous silica-like carbon dioxide, in Nature, vol. 441, n. 7095, 2006-06, pp. 857-860, DOI:10.1038/nature04879. URL consultato il 27 agosto 2022.
- ↑ QUARZO in "Enciclopedia Italiana", su www.treccani.it. URL consultato il 2 settembre 2022.
- ↑ (EN) Carbonia: the amorphous silica-like carbon dioxide, su www.esrf.fr. URL consultato il 2 settembre 2022.
- ↑ (EN) Dušan Plašienka e Roman Martoňák, Structural evolution in high-pressure amorphous CO 2 from ab initio molecular dynamics, in Physical Review B, vol. 89, n. 13, 16 aprile 2014, DOI:10.1103/PhysRevB.89.134105. URL consultato il 3 settembre 2025.
- ↑ John Francis, Philosophy of mathematics, 1st ed, Global Vision Pub. House, 2008, ISBN 81-8220-267-1, OCLC 294941266. URL consultato il 27 agosto 2022.
- ↑ (EN) Paul F. McMillan, A glass of carbon dioxide, in Nature, vol. 441, n. 7095, 2006-06, pp. 823-823, DOI:10.1038/441823a. URL consultato il 27 agosto 2022.
- ↑ (EN) Amorphous carbonia, su Academic Dictionaries and Encyclopedias. URL consultato il 2 settembre 2022.
Bibliografia
[modifica | modifica wikitesto]- M. Santoro et al., Nature 441, p. 857, 15 giugno 2006
Collegamenti esterni
[modifica | modifica wikitesto]- (EN) Articolo sulla BBC del 15 giugno 2006
