Grafito

Los principales tipos de grafito natural, cada uno de los cuales se encuentra en diferentes tipos de depósitos de mineral, son

Las pequeñas escamas cristalinas de grafito (o grafito en escamas) se presentan como partículas aisladas, planas, en forma de placa con bordes hexagonales si no se rompen. Cuando se rompen, los bordes pueden ser irregulares o angulares;

Grafito amorfo: el grafito en escamas muy fino a veces se denomina amorfo;

El grafito en grumos (o grafito venoso) se presenta en las venas de fisuras o fracturas y aparece como intercrecimientos masivos laminados de agregados cristalinos fibrosos o aciculares, y probablemente sea de origen hidrotermal.

El grafito pirolítico altamente ordenado se refiere al grafito con una extensión angular entre las hojas de grafito de menos de 1 °.

El nombre "fibra de grafito" se utiliza a veces para referirse a fibras de carbono o polímero reforzado con fibra de carbono.

El grafito es de color negro y gris con brillo metálico, refractario y se exfolia con mucha facilidad. En la dirección perpendicular a las capas presenta una conductividad de la electricidad baja, que aumenta con la temperatura, comportándose pues como un semiconductor. A lo largo de las capas la conductividad es mayor y aumenta proporcionalmente a la temperatura, comportándose como un conductor semimetálico. Aunque tanto el grafito como el diamante están formados exclusivamente por átomos de carbono, el grafito es muy blando y opaco, mientras que el diamante es el mineral más duro según la escala de Mohs y además deja pasar la luz a través de sí. Estas marcadas diferencias físicas se deben exclusivamente a las diferentes redes cristalinas o retículos sobre las que se disponen los átomos de carbono en el grafito (átomos de carbono en los vértices de prismas hexagonales) y en el diamante (la red cristalina está hecha de tetraedros regulares cuyos vértices son átomos de carbono).

Graphite produce en rocas metamórficas como resultado de la reducción de compuestos de carbono sedimentario durante el metamorfismo. También ocurre en rocas ígneas y en meteoritos. Los minerales asociados con el grafito incluyen cuarzo, calcita, micas y turmalina. Las principales fuentes de exportación de grafito extraído están por orden de tonelaje: China, México, Canadá, Brasil y Madagascar. En los meteoritos, el grafito se produce con troilita y minerales de silicato. Los pequeños cristales de grafito en hierro meteorítico se denominan cliftonita. Algunos granos microscópicos tienen composiciones isotópicas distintivas, lo que indica que se formaron antes del sistema solar. Son uno de los 12 tipos conocidos de minerales que son anteriores al Sistema Solar y también se han detectado en nubes moleculares. Estos minerales se formaron en la eyección cuando las supernovas explotaron o las estrellas de tamaño bajo a intermedio expulsaron sus envolturas externas al final de sus vidas. El grafito puede ser el segundo o tercer mineral más antiguo del Universo.

El grafito cristaliza en el sistema hexagonal. En el grafito los átomos de carbono presentan hibridación sp, esto significa que forma tres enlaces covalentes en el mismo plano a un ángulo de 120° (estructura hexagonal) y que un orbital Π perpendicular a ese plano quede libre (estos orbitales deslocalizados son fundamentales para definir el comportamiento eléctrico del grafito). El enlace covalente entre los átomos de una capa es extremadamente fuerte. Sin embargo, las uniones entre las diferentes capas se realizan por fuerzas de Van der Waals e interacciones entre los orbitales Π, y son mucho más débiles.Se podría decir que el grafito está constituido por láminas de grafeno superpuestas. Esta estructura laminar hace que el grafito sea un material marcadamente anisótropo.

El grafito está muy presente en nuestro día a día, ya que con él se elaboran las minas de los lápices, además de ladrillos refractarios y lubricantes. Tiene también muchas aplicaciones industriales: con él se fabrican pistones y otras piezas de ingeniería, incluso forma parte de reactores nucleares dada su capacidad para redistribuir el calor.

Aunque puede producirse artificialmente, a partir de carbono amorfo, existen muchos yacimientos naturales de este mineral. Se encuentra en rocas metamórficas, en las que los procesos asociados con su formación han transformado el carbono presente en la materia orgánica que contenía la roca original. A escala industrial, el principal productor mundial de grafito es China, seguida de India y Brasil.

Históricamente, el grafito se llamaba plomo negro o plumbago. El plumbago se usaba comúnmente en su forma mineral masiva. Ambos nombres surgen de la confusión con los minerales de plomo de apariencia similar, particularmente galena. La palabra latina para plomo, plumbum, dio su nombre al término en inglés para este mineral gris de capa metálica e incluso a las leadworts o plumbagos, plantas con flores que se asemejan a este color.

El término plomo negro generalmente se refiere a un grafito en polvo o procesado, de color negro mate.

Abraham Gottlob Werner acuñó el nombre de grafito ("piedra de escritura") en 1789. Intentó aclarar la confusión entre molibdena, plumbago y plomo negro después de que Carl Wilhelm Scheele en 1778 probara que hay al menos tres minerales diferentes. El análisis de Scheele mostró que los compuestos químicos sulfuro de molibdeno (molibdenita), sulfuro de plomo (II) (galena) y grafito eran tres minerales negros blandos diferentes.

El grafito está profundamente asociado al chakra raíz por su fuerte conexión con la tierra. Es conocido por potenciar las capacidades intelectuales para el estudio, especialmente en las matemáticas. Se dice que es una piedra de libertad personal porque aporta valor al individuo para tomar las riendas de su vida sin ataduras emocionales negativas, reduciendo los niveles de estrés.