CARBONO: elemento 6

Nome em outras línguas CroataUgljik
 Dinamarquêscarbon
 Holandêskoolstof
 Finlandêshiili
 Francêscarbone
 AlemãoKohlenstoff
 Italianocarbonio
 Norueguêskarbon
 Portuguêscarbono
 Espanholcarbono
 Suecokol

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: CNúmero atômico: 6
Peso atômico: 12,0107Elétrons: [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:

GrandezaValorUnidade
Massa específica do sólido2267 kg/m3
Ponto de fusão3527°C
Calor de fusão117kJ/mol
Ponto de ebulição4027°C
Calor de vaporização715kJ/mol
Eletronegatividade2,55Pauling
Estados de oxidação+4+2-4 
Resistividade elétrica» 100010-8 W m
Condutividade térmica129W/(m°C)
Calor específico710J/(kg°C)
Coeficiente de expansão térmica0,7110-5 (1/°C)
Estrutura cristalinahexagonal
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% naturalMassaMeia vidaDecaimento
9C09,03100,127 sCE p/ 9B
CE + p p/ 8Be
CE + 2a p/ 2H
10C010,016919,3 sCE p/ 10B
11C011,011420,3 mCE p/ 11B
12C98,9312,0000Estável 
13C1,0713,0034Estável 
14C014,00325715 ab- p/ 14N
15C015,01062,45 sb- p/ 15N
16C016,01470,75 sb- p/ 16N
17C017.02260,19 sb- 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