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Carbono

Química

O carbono é um dos elementos mais abundantes no Universo e está presente na vida humana, como na constituição do nosso corpo e nos combustíveis que usamos.
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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

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).

O carbono é um dos elementos mais versáteis já encontrados.
O carbono é um dos elementos mais versáteis já encontrados.

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.

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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.

A fotossíntese das plantas é o processo que conduz o carbono de sua forma inorgânica (CO2) para sua forma orgânica (glicose).
A fotossíntese das plantas é o processo que conduz o carbono de sua forma inorgânica (CO2) para sua forma orgânica (glicose).

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

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

FERREIRA, Victor Ricardo. "Carbono"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/carbono.htm. Acesso em 12 de novembro de 2019.

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