Importante na composição do corpo humano
O carbono é um elemento químico presente em diversas matérias, tanto nas orgânicas quanto nas inorgânicas. Situada na família 14 da tabela periódica, é considerado um elemento de transição, ou seja, ele é um elemento não-metal.
Ainda na tabela, é representada pelo símbolo C. Possui número atômico 6, ou seja, 6 prótons e 6 elétrons, e tem massa atômica 12u. É um elemento tetravalente, ou seja, possui quatro elétrons disponíveis na forma de ligação covalente.
A característica dessa ligação química é o compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre os átomos. Elementos com ligações quádruplas são raras, sendo o carbono uma das poucas existentes.
Como são tetravalentes, podem se ligar a outros átomos de carbono e diversos outros compostos, dando origem a milhares de combinações. O carbono possui um ramo de estudos dedicados apenas aos estudos das suas variações.
A química orgânica estuda as reações, composições, estruturas, propriedades e sínteses dos compostos orgânicos. É importante ressaltar que todos os compostos orgânicos possuem carbono, ao contrário dos inorgânicos.
Carbono na natureza
O carbono é o 15° elemento encontrado em maior quantidade no planeta Terra. No universo, ele é o 4° encontrado em maior abundância, perde apenas para o hidrogênio, para o oxigênio e para o hélio.
Ele é encontrado em todas as formas de vida conhecidas, tornando-se essencial para a nossa existência. No corpo humano ele é o segundo maior em massa, com cerca de 18,5%, ficando atrás apenas do oxigênio.
O grafite, material derivado do carbono e um dos mais baratos. (Foto: Wkipédia)
Uso do carbono
Na indústria, um de seus usos é como um dos componentes dos hidrocarbonetos, um composto químico formado de seus átomos e de hidrogênio, unidos tetraedricamente através de ligação covalente. Junto com o petróleo, por exemplo, são obtidos a gasolina e a querosene. Essa junção ainda é matéria prima na produção do plástico.
Ainda existem outros usos. Na forma do isótopo carbono-14 é utilizado na datação radiométrica, que determina a idade de um objeto a partir dos elementos radioativos e seu decaimento. Outro exemplo é a combinação com a argila, usado na fabricação do lápis.
Na forma de diamante, é utilizado no corte de pedras preciosas. É utilizado ainda na produção de aços. Já o carbono ativado é utilizado na purificação de água. Além dessas, existem diversas outras funções que fazem uso da maleabilidade do carbono.
Alotropia do carbono
O carbono possui uma grande possibilidade de variações. É chamado de alotropia a capacidade que o elemento tem de originar duas ou mais substâncias diferentes. Dessas combinações, cinco formas são as conhecidas: o grafite, o diamante, o fuloreno, os nanotubos e as nanoespumas.
O grafite é uma substância barata e frágil, utilizada na produção do lápis. No Brasil existe a extração do mineral, que é encontrado ainda em diversos outros países. As primeiras minhas foram encontradas em 1400 na Alemanha.
Em forma de diamante, o material mais resistente da natureza e um dos mais caros, é encontrado com mais dificuldade. Sua formação acontece no magma da Terra. Em seguida sobem com as erupções do próprio magma.
O fuloreno foi descoberto em 1985, e devido a sua resistência é utilizado na fabricação de aços, como o alumínio. Possuem formato de gaiola, ou seja, tem a estrutura fechada em si.
Os nanotubos são compostos por camadas extremamente finas de grafite e são bastante resistentes. Têm formato cilíndrico e apresentam propriedades semicondutoras.
O último formato alotrópico a ser descoberto foi a nanoespuma. Possui baixa densidade e baixa condutividade elétrica. É a primeira forma de carbono puro, sem misturar com outro elemento, a apresentar ferromagnetismo.
Suas combinações são responsáveis ainda pela produção do dióxido de carbono. O composto químico é originado quando em contato o oxigênio, é essencial para o crescimento das plantas. É formado por dois átomos de oxigênio e um de carbono.
Foi descoberto pelo médico e químico escocês Joseph Black no ano de 1754. Ele é exalado pelos animais e utilizado na fotossíntese pelas plantas. É essencial para a vida na Terra.
Origem do nome
O nome do carbono em inglês deriva de Carbon, que vem do latim Carbo, que significa carvão em brasa. Em outras línguas como alemão e holandês são chamados de Kohlenstoff e koolstof, respectivamente. Ambos significam substância de carvão.
Na forma de diamante, tem seus primeiros registros por volta de 2.500 a.C. na China. Entretanto, desde a pré-história, o elemento já era visto em formato de fuligem e brasa.