Carbono - Elemento 6

CARBONO: elemento 6

Nome em outras línguas	Croata	Ugljik
	Dinamarquês	carbon
	Holandês	koolstof
	Finlandês	hiili
	Francês	carbone
	Alemão	Kohlenstoff
	Italiano	carbonio
	Norueguês	karbon
	Português	carbono
	Espanhol	carbono
	Sueco	kol

Disponibilidade
Produção
Propriedades
Compostos/reações
Aplicações
Isótopos
Espectro de emissão e absorção

Obs: por ser um elemento singular, base da química orgânica e das formas de vida, não é possível resumir informações tão extensas como aplicações. Assim, elas não são dadas nesta página.

Símbolo: C

Número atômico: 6

Peso atômico: 12,0107

Elétrons: [He]2s²2p²

História:
Do latim carbone (carvão).

Um elemento de descoberta pré-histórica que se encontra extensamente distribuído na natureza.

Disponibilidade:
É encontrado em abundância no sol, nas estrelas, nos cometas e na atmosfera da maioria dos planetas. Carbono, na forma de diamantes microscópicos, foi encontrado em alguns meteoritos.

Carbono é encontrado livre na natureza em três variedades alotrópicas: amorfo, grafite e diamante. O último é um dos materiais mais duros que se conhece.
Grafite existe em duas formas: alfa e beta. Têm idênticas propriedades e diferem apenas na estrutura cristalina.

Propriedades:

Grandeza	Valor	Unidade
Massa específica do sólido	2267	kg/m³
Ponto de fusão	3527	°C
Calor de fusão	117	kJ/mol
Ponto de ebulição	4027	°C
Calor de vaporização	715	kJ/mol
Eletronegatividade	2,55	Pauling
Estados de oxidação	+4+2-4
Resistividade elétrica	» 1000	10^-8 W m
Condutividade térmica	129	W/(m°C)
Calor específico	710	J/(kg°C)
Coeficiente de expansão térmica	0,71	10^-5 (1/°C)
Estrutura cristalina	hexagonal

Compostos e/ou reações:
Carbono é um elemento único, pela enorme quantidade de compostos que pode formar. Em combinação com oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e outros elementos, ele forma uma vasta coleção de compostos, muitos com átomos de carbono ligados entre si. Existem perto de 10 milhões de compostos de carbono, muitos dos quais essenciais para a vida e processos orgânicos.

Sem o carbono, a vida seria impossível. Há algum tempo, cogitou-se que o silício poderia substituir o carbono, formando compostos similares (vida base silício). Entretanto, foi verificado que não é possível formar compostos estáveis de silício com longas cadeias.

Carbono está presente em muitas das fontes de energia que o homem usa (carvão, petróleo, gás natural).

Reação com oxigênio: C + O₂ ® CO₂. Se a quantidade de oxigênio é insuficiente, há formação do monóxido: 2C + O₂ ® 2CO.

Reação com água: em condições usuais, não ocorre. Pode ser forçada pela aplicação de vapor d'água sobre carvão aquecido:
C + H₂O ® CO + H₂.

Reação com halogênios: C + n F₂ ® CF₄ + C₂F₆ + C₅F₁₂ (ocorre em altas temperaturas. n F₂ significa excesso).

Isótopos:
O carbono-12 foi adotado como referência para pesos atômicos. O carbono-14 é usado para a determinação da idade de achados arqueológicos que o contêm (*).

Simb	% natural	Massa	Meia vida	Decaimento
⁹C	0	9,0310	0,127 s	CE p/ ⁹B CE + p p/ ⁸Be CE + 2a p/ ²H
¹⁰C	0	10,0169	19,3 s	CE p/ ¹⁰B
¹¹C	0	11,0114	20,3 m	CE p/ ¹¹B
¹²C	98,93	12,0000	Estável
¹³C	1,07	13,0034	Estável
¹⁴C	0	14,0032	5715 a	b- p/ ¹⁴N
¹⁵C	0	15,0106	2,45 s	b- p/ ¹⁵N
¹⁶C	0	16,0147	0,75 s	b- p/ ¹⁶N
¹⁷C	0	17.0226	0,19 s	b- p/ ¹⁷N b- + n p/ ¹⁶N
A coluna % natural indica o teor encontrado no elemento natural. Valor nulo indica produção artificial. Símbolos para tempos de meia vida: s (segundo), m (minuto), h (hora), d (dia), a (ano). A tabela acima contém os principais isótopos do elemento. Não são necessariamente todos.

(*) Sobre a datação por ¹⁴C:

Raios cósmicos, ao atingirem camadas altas da atmosfera, arrancam nêutrons de alguns átomos. Um nêutron, ao colidir com um átomo do elemento mais abundante (nitrogênio), forma um átomo de ¹⁴C e um de hidrogênio. O primeiro logo se combina com o oxigênio para formar uma molécula de dióxido de carbono. Assim, no CO₂ da atmosfera, sempre há uma pequena proporção de ¹⁴C. Plantas absorvem dióxido de carbono e homens e animais também, por ingerirem as mesmas, direta ou indiretamente. Assim, seres vivos têm sempre uma pequena proporção do isótopo, idêntica à de equilíbrio na atmosfera e, quando morrem, a absorção cessa.

Desde que ¹⁴C é um isótopo radioativo do carbono, depois da morte, a quantidade diminui gradativamente devido ao decaimento, uma vez que não há mais absorção pelo metabolismo. A meia vida do isótopo é relativamente alta conforme tabela e, portanto, o nível da radiação emitida terá relação com a idade da amostra arqueológica.

Esta é uma descrição resumida do método, descoberto por Willard Libby. Recebeu um Prêmio Nobel pelo achado.

Espectros:

Grupo Tchê Química

Espectro de emissão

Espectro de absorção