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Carbono | O elemento químico do diamante ao carvão

O carbono é encontrado em muitos compostos diferentes. É o alimento que você come, as roupas que veste, os cosméticos que você usa e a gasolina que alimenta o seu carro. O carbono é o sexto elemento mais comum no universo. Além disso, o carbono é um elemento muito especial, porque ele desempenha um papel dominante na química da vida.

Descoberto na pré-história era bem conhecido pelos antigos, que o produziram pela queima de material orgânico na fabricação de carvão. Há quatro alótropos conhecidos de Carbono: amorfo, grafite, diamante e fulerenos. Um novo quinto alótropo de Carbono foi recentemente encontrado. É um sólido esponjoso que é extremamente leve e, extraordinariamente, atraído por magnetismo.

Propriedades físicas dos átomos de Carbono

Propriedades físicas dos átomos de Carbono

O átomo de carbono tem seis elétrons, e quatro dos elétrons estão em sua camada de valência. A melhor maneira de olhar para o átomo de carbono é usando um gráfico de nível de energia mostrado à esquerda. Aqui vemos que o carbono possuí seis elétrons representados por setas (a direção da seta representa o spin do elétron) dois elétrons são encontrados no fim orbital 1s para o núcleo. Os dois próximos entram na orbital 2s. Os restantes serão em nas orbitais 2p separados. Isso ocorre porque as orbitais p têm a mesma energia e os elétrons preferem estar em orbitais separadas.

Isótopos de Carbono

Isótopos são átomos que possuem o mesmo número atômico, mas diferentes números de massa. Eles têm o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons. O número de nêutrons em um átomo pode variar dentro de pequenos limites. Por exemplo, há três tipos de átomo de carbono, 12C, 13C e 14C. E todos eles têm o mesmo número de prótons, mas o número de nêutrons diferente como se pode ver na tabela abaixo.

PrótonsNêutronsNúmero de Massa
Carbono 126612
Carbono 136713
Carbono 146814

Propriedades atômicas

  • Número Atômico: 6
  • Massa Atômica Média: 12,02
  • Ponto de fusão: 3823 K, 3550°C ou 6422°F
  • Ponto de ebulição: 4098 K, 3825 °C ou 6917 ° F
  • Densidade: 2.267g/cu.cm.
  • Velocidade do som [/ m s-1]: 18350
  • Dureza de Mohs Escala: 0,5
  • Isómeros estáveis: 2

Ver conversão de temperatura e tabela periódica

Molécula de Carbono e Estrutura Molecular

O carbono tem quatro elétrons em sua camada de valência. Uma vez que esta ultima camada de energia pode conter oito elétrons, cada átomo de carbono pode partilhar elétrons com até quatro átomos diferentes. O carbono pode combinar-se com outros elementos, bem como consigo mesmo. Isto que permite o Carbono formar muitos compostos distintos de diferentes tamanhos e formas.

É um dos quatro elementos que podem formar substâncias simples (Carbono, Oxigênio, Enxofre, Fósforo), sozinho constitui substâncias chamadas de grafite e diamante. Ambos são feitas apenas de átomos de carbono. O grafite é muito macio e escorregadio, já o diamante é uma das substâncias mais duras conhecidas pelo homem.

Se ambos são feitos apenas de carbono o que lhes confere propriedades diferentes? A resposta está na forma como os átomos de carbono formam ligações uns com os outros.

No grafite, existem fortes ligações covalentes entre os átomos de carbono em cada camada. Mas, só existem forças fracas entre elas. Isto permite que as camadas deslizem uma sobre a outra no grafite.

Carbono Estrutura Molecular do Grafite

Por outro lado, em cada átomo o diamante possuí a mesma distância para cada um dos seus átomos vizinhos. Nessas rígidas ligações os átomos não podem se mover. Isso explica por que os diamantes são tão resistentes e têm como ponto de fusão elevado.

Carbono Estrutura Molecular do Diamante

Os compostos orgânicos

Os compostos orgânicos ou compostos de carbono são aqueles que, por definição, contêm carbono, podendo conter outros elementos como o oxigénio e o hidrogénio. Muitos deles contêm azoto, halogéneos e, mais raramente, fósforo e enxofre.

Hidrocarbonetos

Em química, um hidrocarboneto é um composto químico constituído apenas por átomos de carbono e de hidrogênio, ligados entre si.

Quando na cadeia carbonada só existem ligações covalentes simples, trata-se de um hidrocarboneto saturado, caso existam ligações covalentes duplas ou triplas, entre os átomos de carbono, trata-se de um hidrocarboneto insaturado.

Referências

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Escrito por George Cruz

Técnico em química, programador, graduando em engenharia mecânica, um amante do conhecimento, da boa música e da arte.

Um comentário

  1. Acompanho seu trabalho, espero que lhe traga resultados com a mesma importância que ele tem tido para mim e tantos outros.

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O carbono é encontrado em muitos compostos diferentes. É o alimento que você come, as roupas que veste, os cosméticos que você usa e a gasolina do seu carro