Diamantoidi
# Diamantoidi

I diamantoidi, noti anche col nome di nanodiamanti o adamantani condensati, sono molecole di dimensione nanometrica, con una struttura tridimensionale simile al diamante. Il significato del termine è leggermente diverso in ambito chimico e nanotecnologico.

## Chimica

Nella chimica classica, con il termine diamantoidi ci si riferisce ad un gruppo di policicloalcani dove lo scheletro di carbonio forma una struttura a gabbia identica a quella del diamante. Il più semplice di questi composti è l'adamantano $(C_{10}H_{16}),$ che possiede la più piccola struttura a gabbia analoga al reticolo cristallino del diamante. I diamantoidi possono contenere una o più gabbie di adamantano fuse tra loro (diamantano, triamantano e poliamantani superiori) o essere varianti di struttura o di isomeria di adamantani e poliamantani. Queste specie sono interessanti come molecole simili alla struttura cubica del diamante, ma a differenza del diamante terminano con legami C–H.

I diamantoidi sono presenti in natura nei giacimenti petroliferi, dai quali sono state estratte e purificate molecole con più di una dozzina di gabbie di adamantano, ottenendone grossi cristalli. Il cicloesamantano può essere considerato un diamante di dimensioni nanometriche con una massa di circa 5,6 x $10^{−22}$ g.

Gli omologhi dell'adamantano costituiscono una serie omologa di policicloalcani con formula generale empirica $C_{4n+6}H_{4n+12}$ = $C_mH_{m+6}$ ( n = numero di unità di formula di adamantano; m = numero di atomi di carbonio nella molecola).

Esempi di diamantani:

* n = 1 → Adamantano $(C_{10}H_{16})$
* n = 1,5 → Iceano $(C_{12}H_{18})$
* n = 2 → BC-8 $(C_{14}H_{20})$
* n = 2 → Diamantano $(C_{14}H_{20})$ o diadamantano, due gabbie fuse attraverso una faccia
* n = 3 → Triamantano $(C_{18}H_{24}),$ o triadamantano. Il diamantano ha quattro facce identiche ove poter ancorare un'ulteriore unità $C_4H_4$
* n = 4 → Isotetramantano $(C_{22}H_{28}).$ Il triamantano ha otto facce per poter connettere una nuova unità $C_4H_4,$ e ne risultano quattro isomeri possibili. Uno di questi isomeri possiede una torsione elicoidale e quindi è prochirale. Gli enantiomeri P e M sono stati separati.
* n = 5 → Pentamantano $(C_{26}H_{32}).$ Con questa formula esistono 9 isomeri; esiste poi un ulteriore pentaamantano di formula $C_{25}H_{30}$
* n = 6 → Super-adamantano $(C_{30}H_{36})$

Oltre n = 5 la formula generale non è più valida, perché ci sono strutture con particolare disposizione degli atomi che abbisognano di meno atomi rispetto alla formula prevista. Un esempio è il cicloesamantano $(C_{26}H_{30}),$ dove le sei unità di adamantano sono disposte in cerchio e sono sufficienti meno atomi.

## Nanotecnologia

Nel contesto della nanotecnologia, i diamantoidi sono strutture analoghe al diamante in senso lato: strutture dure, rigide, contenenti un reticolo tridimensionale compatto di legami covalenti, formati principalmente da atomi del secondo e terzo periodo, con valenza di tre o più. Esempi di diamantoidi includono diamante, zaffiro e altre strutture rigide simili al diamante, ma ottenute per sostituzione degli atomi di carbonio con atomi di azoto, ossigeno, silicio, zolfo e altri.

