Carbono

Carbono: símbolo C; elemento químico não-metálico do grupo 4A da

tabela periódica; número atômico: 6; massa atômica: 12,0107; número de

prótons/elétrons: 6; número de nêutrons: 6; nome derivado do latim

carbo, que significa “carvão”.

O homem primitivo já conhecia o elemento carbono, sob a forma do

carvão com que obtinha o fogo. Ao longo da história, o carbono sempre

foi o componente essencial de combustíveis como o gás natural, o

petróleo e seus derivados, etc.

Com relação à matéria mineral existente na natureza, o carbono está

presente na crosta terrestre sob a forma elementar de seus diversos

alótropos ou combinado, constituindo, sobretudo, carbonatos.

O fenômeno da alotropia ocorre quando um elemento químico se apresenta

sob mais de uma forma, seja diferindo na disposição dos átomos em suas

estruturas cristalinas, seja diferindo no número de átomos que compõem

suas moléculas. Nosso amigo carbono é encontrado em estado livre na

natureza, principalmente sob três formas alotrópicas: duas cristalinas

(o diamante e a grafite) e uma pseudo-amorfa (o carvão).

A grafite é um sólido cinza, opaco, mole e escorregadio, que deixa

marcas quando risca qualquer superfície, e, por isso, é a matéria-prima

dos lápis de escrever. Conduz bem o calor e a eletricidade e é usado

como eletrodo em pilhas eletroquímicas, como lubrificante e como

moderador em reatores nucleares.

Já o diamante, a substância mais dura conhecida (10, na escala de

Mohs), é incolor e transparente e um mau condutor de eletricidade;

aquecido a 1.000 °C em atmosfera inerte, converte-se em grafite

lentamente; quando suas faces são lapidadas, tem-se o brilhante, que

possui grande beleza e é a mais valiosa das pedras preciosas. Também é

utilizado industrialmente por sua dureza e propriedades abrasivas.

A terceira forma do carbono é o carvão, sólido considerado amorfo,

composto provavelmente de microcristais de grafite. É empregado

basicamente como combustível.

Todas essas três substâncias são formadas exclusivamente de átomos

de carbono, e a enorme diferença em aspecto e propriedades deve-se ao

fato de apresentarem estruturas cristalinas completamente diferentes.

Assim, um cristal de grafite consiste em um empilhamento de camadas

paralelas de átomos de carbono, sendo cada camada constituída por anéis

hexagonais de átomos de carbono ligados entre si e que se estendem

infinitamente. Entre as camadas, a distância é suficientemente grande,

não permitindo nenhuma ligação localizada. As camadas são mantidas por

forças fracas de van der Waals, o que facilita o deslizamento de umas

sobre outras, possibilitando seu uso como lubrificante e marcador de

superfícies (lápis).

Grafite formado por camadas de átomos de carbono

A estrutura cristalina do diamante é completamente diferente. Cada

átomo de carbono possui quatro átomos vizinhos, aos quais está

fortemente ligado, formando o conjunto uma estrutura tridimensional

extremamente dura e resistente.

Estrutura tridimensional do diamante

Recentemente, em 1990, foi identificada uma nova variedade de

carbono: são os fulerenos, moléculas formadas por 60 ou 70 átomos de

carbono ligados entre si, constituindo um tipo de gaiola de forma

esférica com um arranjo de hexágonos ou pentágonos à semelhança de uma

bola de futebol.

Moléculas de fulerenos

Os fulerenos receberam esse nome devido ao fato de sua forma lembrar as

abóbadas geodésicas construídas pelo arquiteto norte-americano Richard

Buckminster Fuller (a molécula de fulereno é conhecida como buckyball,

“bola do Buck”). Os fulerenos estão presentes na natureza em

pequeníssima quantidade; são encontrados na atmosfera, formados pelas

descargas elétricas dos relâmpagos, e escondidos na fuligem. Têm sido

obtidos industrialmente por diferentes métodos, e hoje são muito

utilizados em polímeros, semicondutores, supercondutores,

lubrificantes, protetores radioativos etc.

Na atmosfera, o carbono está presente como dióxido de carbono, um componente menor (0,03%).

O carbono forma mais compostos do que todos os outros elementos

considerados em conjunto (cerca de seis e meio milhões). Eles são tão

numerosos e importantes que, são classificados como um grupo separado,

a Química Orgânica, dentro do universo dos compostos químicos.

Orgânica, de organismo (vivo), uma vez que nosso companheiro carbono é

o componente essencial de todos os seres vivos e forma, juntamente com

o hidrogênio, o oxigênio, o nitrogênio e alguns outros poucos

elementos, aproximadamente 18% (em massa) de toda a matéria existente

nos seres vivos.

Mais ainda… a maior parte da energia de toda a vida animal é

fornecida pela oxidação do carbono e de seus compostos. Assim sendo, o

reino animal e o vegetal necessitam de carbono para viver e permanecer

vivos. Os vegetais obtêm esse carbono por meio do dióxido de carbono

existente na atmosfera; pelo processo de fotossíntese, sob a ação da

luz, dióxido de carbono e água são convertidos em carboidratos, com a

liberação simultânea de oxigênio, essencial à nossa vida. Por sua vez,

os animais consomem os carboidratos, respiram o oxigênio e devolvem o

dióxido de carbono à atmosfera pelos processos de expiração, excreção

e, mesmo, de decomposição de seus corpos após a morte. Esses processos

fazem parte do ciclo do carbono.

fonte: Portal do Vestibular