Carbono

O carbono é um não metal do 2º período do grupo 14 (família do carbono) da Tabela Periódica. Seu número atômico é 6, ou seja, possui seis prótons em seu núcleo, e seu peso atômico é 12,011 u. O elemento químico carbono é representado pela letra C.

Saiba mais: Origem da Tabela Periódica

Tópicos deste artigo

• 1 - Onde é encontrado
• 2 - Características/propriedades
• 3 - Ligações do carbono
• 4 - Ciclo do carbono
• 5 - Para que serve o carbono?
• 6 - Curiosidades
• 7 - Resumo

Onde é encontrado

O carbono é um dos elementos que apresentam alotropia e, por isso, pode ser encontrado em diferentes formas, dependendo do alótropo em questão. Entre as formas alotrópicas do carbono, as mais conhecidas são o grafite e o diamante.

Além disso, o carbono pode ser encontrado ligado a outros elementos químicos, formando os mais diversos compostos. Por exemplo, quando ligado a dois átomos de oxigênio, forma a molécula do gás carbônico, CO₂, presente nos ciclos de respiração celular e na fotossíntese das plantas.

Além disso, o carbono é o elemento base da Química orgânica, sendo objeto de estudo em diversas pesquisas, e está presente na constituição de compostos orgânicos naturais (como o DNA, as proteínas e os biocombustíveis), e de compostos sintéticos (como nylon, borrachas, plásticos e fármacos).

Veja também: Alotropia do carbono

Características/propriedades

Em todas as suas formas alotrópicas, carbono está no estado físico sólido, mas outras características físicas variam de estrutura para estrutura. Em relação à cor, o diamante é transparente e o carbono grafite é preto. 

O carbono grafite é utilizado como eletrodos industriais, por ser um bom condutor de eletricidade, propriedade não encontrada no carbono diamante, por exemplo. O diamante é a substância de maior dureza já encontrada, enquanto o grafite possui uma dureza muito baixa.

Ligações do carbono

O carbono é um composto tetravalente, ou seja, é capaz de realizar quatro ligações químicas covalentes com outros átomos. Por exemplo, no gás metano, o átomo de carbono está ligado a quatro átomos de hidrogênio, resultando na formula molecular CH₄.

As quatro ligações do carbono podem apresentar-se na forma simples, duplas ou triplas ligações, como mostramos a seguir:

Devido ao seu baixo raio atômico, o carbono é capaz de formar diversas cadeias carbônicas, possibilitando a criação de diversos compostos, como é o exemplo dos combustíveis derivados de petróleo, formados, em sua maioria, por átomos de carbono e hidrogênio.

Leia também: Variação do raio atômico em ligações químicas

Ciclo do carbono

O ciclo do carbono tem início nas plantas e nos organismos que absorvem o gás carbônico disponível na atmosfera para realizarem o processo da fotossíntese. Nesse processo, o gás carbônico é convertido em gás oxigênio e açúcar (glicose, por exemplo), que a planta utiliza em seu crescimento.

Quando os animais e as plantas consomem a glicose, o gás carbônico é novamente emitido na atmosfera pelo processo da respiração, deixando-o disponível para um novo processo de fotossíntese.

Esse ciclo pode ser representado pelas seguintes equações químicas, da fotossíntese e da respiração, respectivamente:

6 CO₂ + 6 H₂O + luz solar → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

C₆H₁₂O₆ (matéria orgânica) + 6 O₂ → 6 CO₂+ 6 H₂O + energia

A decomposição de matéria orgânica também libera CO₂ na atmosfera, bem como a atividade humana, que, por meio de queima de combustíveis e incêndios (que consomem o carbono numa velocidade maior do que sua absorção), desregula o ciclo e causa danos ao meio ambiente. Caso tenha maior interesse nesse assunto, leia nosso texto: Ciclo do carbono.

Veja também: Ciclo do hidrogênio

Para que serve o carbono?

Devido à grande quantidade de compostos que possuem carbono em sua constituição, a quantidade dos seus usos é enorme. Confira a lista de alguns deles:

- Em combustíveis, como gasolina, diesel, gás natural e carvão;

- Na fabricação de lápis, eletrodos e lubrificantes (na forma de grafite);

- Na fabricação de joias e, por conta da sua dureza, em instrumentos industriais de corte, perfuração etc.;

- Em indústrias siderúrgicas (é adicionado à liga de ferro para dar maior resistência ao material, como é o exemplo do aço);

- Na datação de objetos encontrados em sítios arqueológicos (como isótopo radioativo do carbono, C-14).

Além dessas aplicações, o carbono pode servir para outras várias atividades, seja em indústrias e laboratórios, seja no nosso cotidiano.

Curiosidades

Por ser um dos elementos mais versáteis, o carbono possui algumas singularidades:

- Cerca de 20% da massa do corpo humano são constituídos de carbono;

- São conhecidos mais compostos que possuem carbono em sua composição do que os que não o possuem;

- O carbono é o quarto elemento mais abundante no Universo;

- O material de maior dureza é o diamante, constituído exclusivamente de carbono;

- O isótopo do carbono C-12 é utilizado para calcular as massas atômicas dos outros elementos químicos.

Acesse também: Como transformar cabelo em diamante

Resumo

• O carbono, de símbolo C, possui número atômico 6 e massa atômica igual a 12,011 u;
• O carbono é o elemento base da Química orgânica;
• Por ser tetravalente, o carbono é capaz de realizar quatro ligações químicas covalentes;
• A fotossíntese tem papel fundamental no ciclo do carbono;
• O carbono possui diversas aplicações, que vão desde combustíveis até joias, devido aos vários compostos que podem ser formados com esse elemento químico.

Por Victor Ferreira
Professor de Química