Carbono

Definição de Carbono

nome
plural: carbonos
carbono, /ˈkɑɹbən/

(bioquímica) O elemento químico com um número atômico de 6, e é amplamente distribuído formando compostos orgânicos quando combinado com hidrogênio, oxigênio, etc.

Etimologia: Latim carbō (“carvão vegetal”, “carvão”). Símbolo: C

Visão geral

Carvão é um dos elementos químicos encontrados na natureza. Um elemento químico refere-se à substância pura de um tipo de átomo. Actualmente, 94 são elementos naturais enquanto que 24 são sintéticos. O carbono é um dos elementos mais comuns nos seres vivos, juntamente com oxigênio, hidrogênio e nitrogênio.

Propriedades do carbono

Carbono é o sexto elemento da tabela periódica. Seu peso atômico é 12,011. Seu símbolo é C. Seu ponto de sublimação é 3642 °C. O carbono é um não-metal. O seu número atómico é 6. Pertence ao grupo 14 da tabela periódica. Pode ocorrer como um átomo ou como elemento puro. Dependendo da configuração estrutural, os alotrópodes do carbono variarão morfologicamente. Por exemplo, o grafite é opaco e preto, enquanto o diamante é transparente. O carbono é tetravalente, o que significa que tem uma valência de quatro elétrons. Ele pode formar tantos compostos que é referido como o rei dos elementos.

Descoberta do Carbono

O carbono é um não-metal poliatómico, por vezes considerado um elemento metalóide. Foi descoberto pela primeira vez por egípcios e sumérios (3750 a.C.)1 mas foi reconhecido como um elemento por Antoine Lavoisier (1789)2.

Substâncias que contêm carbono

O carbono é um dos elementos mais abundantes na Terra. Ele possui três isótopos que ocorrem naturalmente: Carbon-12, Carbon-13, e Carbon-14. O carbono pode interagir com outros átomos de carbono e formar alotrópodes. Este medicamento pode também interagir com átomos ou grupos de átomos de diferentes elementos para formar compostos. Os compostos que contêm carbono podem ser classificados como orgânicos ou inorgânicos.

Isótopos

Isótopos referem-se a qualquer uma das duas ou mais formas do mesmo elemento. Eles têm o mesmo número de prótons, mas diferem no número de nêutrons em seus núcleos. Portanto, eles diferem no número de massa atômica. No entanto, eles apresentam propriedades químicas quase idênticas. Os isótopos de carbono que ocorrem naturalmente incluem o Carbono-12, o Carbono-13 e o Carbono-14. Carbono-12 e Carbono-13 são isótopos estáveis. O Carbon-14 é um radioisótopo, ou seja, um isótopo radioativo. Um radioisótopo decompõe-se em outros elementos por um processo chamado decaimento radioativo. O processo ocorre quando o núcleo atómico instável do radioisótopo perde energia ao emitir radiação. O carbono-14 é um emissor beta com uma meia-vida de cerca de 5.715 anos. É amplamente utilizado como traçador no estudo de vários aspectos do metabolismo. Este isótopo natural de bombardeamento por raios cósmicos pode ser usado para datar relíquias contendo materiais carbonáceos naturais. O Carbono 11 é um isótopo sintético; é produzido pelo ciclotrão. É um radioisótopo emissor de pósitrons de carbono com uma meia-vida de 20,3 minutos que é usado em tomografia emissora de pósitrons.

Alotrópodes

Uma alotrópodes de um elemento pertence a qualquer uma das múltiplas substâncias formadas por apenas um tipo de elemento. As alotrópodes, no entanto, podem diferir em termos de estrutura. Por exemplo, carvão, grafite, e diamantes são alotrópodes de carbono. Embora sejam compostos por apenas um tipo de elemento, que é o carbono, eles diferem em propriedades físicas. Por exemplo, a grafite é opaca enquanto o diamante é transparente. A grafite é macia enquanto que o diamante é considerado como a substância mais dura que ocorre naturalmente. A grafite é um bom condutor eléctrico, enquanto que o diamante não é. As alotrópodes não são compostos mas elementos puros.

Compostos orgânicos

Compostos orgânicos são inicialmente definidos como aquelas substâncias produzidas apenas por organismos vivos. No entanto, esta definição foi posteriormente considerada como errónea uma vez que existem substâncias que podem ser produzidas tanto por seres vivos como por seres inanimados. Assim, um composto orgânico foi eventualmente definido como “aquele que contém carbono covalentemente ligado a outros átomos”, especialmente Carbono-Carbono (C-C) e Carbono-Hidrogénio (C-H) (como nos hidrocarbonetos). Há muitas formas de classificar os compostos orgânicos. Uma delas é baseada em como eles são sintetizados. Um composto orgânico natural (ou simplesmente composto natural) é aquele que é produzido naturalmente, como por exemplo por plantas ou animais. Um composto orgânico sintético (ou composto sintético) é um composto orgânico que é preparado através de manipulações químicas (reacções químicas). Exemplos de compostos orgânicos naturais são açúcares, enzimas, hormônios, lipídios, antígenos, ácidos graxos, neurotransmissores, ácidos nucléicos, proteínas, peptídeos, aminoácidos, vitaminas, lectinas, alguns alcalóides, e terpenóides, etc. Exemplos de compostos orgânicos sintéticos são polímeros sintéticos como plásticos e borrachas.

Compostos inorgânicos

Uma representação geral de um composto inorgânico é aquele que carece de átomos de carbono e arcaicamente, não produzido por um ser vivo. Mais tarde, é definido como um composto sem ligações covalentes C-C e C-H. Alguns dos compostos contendo carbono identificados como inorgânicos são carbonatos, cianetos, cianatos, carbonetos, tiocianatos, monóxido de carbono e dióxido de carbono.

Ciclo do Carbono

O carbono é o quarto elemento mais abundante no Universo, depois dos elementos hidrogênio, hélio e oxigênio. Quanto à crosta terrestre, o carbono é o 15º elemento mais abundante. Assim, o carbono é amplamente circulado e convertido de uma forma para outra. O ciclo do carbono é um dos ciclos biogeoquímicos que ocorrem na Terra. Ciclos de carbono através da litosfera, hidrosfera e atmosfera.

Na atmosfera, o carbono existe principalmente sob a forma de dióxido de carbono e metano. Estes dois são os principais fatores responsáveis pelo efeito estufa. O dióxido de carbono é considerado um gás de efeito estufa importante, mais do que o metano. A concentração de dióxido de carbono na atmosfera tem aumentado ao longo dos anos e um dos principais fatores que levaram a este aumento são as atividades humanas, por exemplo, combustão de combustíveis fósseis, fabricação de concreto, desmatamentos, etc.

Em condições terrestres, a quantidade de carbono é relativamente constante. O carbono ocorre e é armazenado em organismos (aproximadamente 500 gigatoneladas de carbono) e em solos (aproximadamente 1500 gigatoneladas de carbono). O carbono orgânico é utilizado por organismos vivos, particularmente por fotoautotróficos. Organismos fotoautotróficos como plantas e cianobactérias utilizam o dióxido de carbono como um importante reagente para produzir açúcares através da fotossíntese. Como os seres vivos são compostos à base de carbono, eles são decompostos em compostos menores e mais simples através da decomposição quando morrem. Os organismos vivos também excretam ou secretam material que é considerado material orgânico (matéria). Uma matéria orgânica pertence a qualquer um dos compostos à base de carbono encontrados na natureza. Esta matéria orgânica dos seres vivos torna-se uma parte do meio ambiente. Assim, a matéria orgânica abunda no ecossistema, por exemplo, no ecossistema do solo. Ela se move para o solo ou para a água onde então serve como uma fonte de nutrição para os organismos vivos.
Em parte dessas fontes biogênicas, o dióxido de carbono é produzido a partir de outras fontes naturais, como vulcões, fontes termais e gêiseres. Os vulcões, em particular, emitem cerca de 0,2 a 0,3 bilhões de toneladas de dióxido de carbono por ano. As rochas carbonatadas dissolvidas na água e ácidos são também uma fonte de dióxido de carbono. O dióxido de carbono dissolve-se em vários corpos de água a pressões superiores a 5,1 atm. Ele retorna à atmosfera como gás quando as pressões caem.

Importância Biológica

O carbono é frequentemente considerado como a base da vida na terra devido às suas propriedades químicas. No corpo humano, ele é o segundo elemento mais abundante em massa, depois do oxigênio. O carbono constitui cerca de 18,5% do corpo humano adulto.

Ver Também

• Covalente ligação
• Composto orgânico
• Matéria orgânica
• Composto inorgânico

Referência