La carbonia è un composto chimico del carbonio con l'ossigeno, covalente ma non molecolare, 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), 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. Il carbonio è quindi ibridato sp3, 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).
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 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 possano mantenere le caratteristiche della carbonia anche in condizioni standard, aprendo quindi la strada alle applicazioni pratiche. Note
Bibliografia M. Santoro et al., Nature 441, p. 857, 15 giugno 2006
Collegamenti esterni Articolo sulla BBC del 15 giugno 2006
Categoria:Ossidi e anidridi inorganiche Categoria:Composti del carbonio