Quais são as principais características do carbono dentro da química orgânica?

O Carbono é um elemento não-metálico tetravalente, pertence a família 4A na tabela periódica, exibe o número atômico 6 e massa atômica 12; seu símbolo é a letra C.

Tornou-se conhecido ainda na antiguidade e é, sem duvida, o elemento basilar da vida (animal e vegetal ) em nosso Planeta, assim como é responsável pela constituição de uma miríade de compostos minerais.

Uma percentagem significativa do carbono existentes na natureza está na forma de compostos orgânicos, enquanto os minerais podem ser encontrados na forma de carbonatos, carbetos e bicarbonatos.

Outro fator a ser considerado é a capacidade do Carbono em se conectar consigo mesmo, bem como de compor moléculas distribuídas em cadeias médias e longas, as chamadas cadeias carbônicas.

Como possui grande facilidade para combinar-se quimicamente com outros átomos pequenos, também estabelece ligações com praticamente qualquer elemento da tabela periódica, sejam eles metálicos ou não metálicos, o que de fato gera uma infinidade de compostos.

Na atmosfera, o Carbono pode ser encontrado em combinação com diversos elementos; combinado ao cálcio, magnésio e ferro; pode formar enormes massas rochosas (calcita, dolomita, mármore, etc.) ou simplesmente estar dissolvido na água.

Cinco são as formas conhecidas - alotrópicas - do carbono, a saber, grafite, diamante, fulerenos e nanotubos e as nano espumas, essas descobertas em 2004.

De todas as formas, talvez a mais conhecida e cobiçada seja aquela obtida sob pressões elevadas, quando o carbono se transforma em diamante.

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Os maiores depósitos de diamantes se estão localizados no continente africano (África do Sul, Namíbia, Botswana, República do Congo e Serra Leoa), enquanto o grafite, outra forma natural do Carbono, pode ser encontrado em grandes ajuntamentos nos Estados Unidos, Rússia, México, Groenlândia e Índia.

Uso Industrial do Carbono

O principal uso do Carbono pelo homem é no aproveitamento dos combustíveis fósseis, como petróleo e gás natural, compostos de hidrocarbonetos.

Por meio da destilação nas refinarias, o petróleo irá gerar gasolinas, querosene, óleos e bem como a matéria-prima para a obtenção de plásticos, enquanto o gás será usado para gerar energia elétrica de forma mais limpa.

Ciclo do Carbono

Basicamente, o ciclo do carbono ocorre quando os animais ao inspiram oxigênio (O2) da atmosfera e expiram na forma de dióxido de carbono (CO2).

Enquanto isso, as plantas absorvem dióxido de carbono (CO2) do ar e o transformam na fotossíntese. portanto, podemos dizer que o ciclo do carbono é vital para a manutenção da vida na Terra.

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Curiosidades

• O termo carbono, do latim carbo, significa carvão.
• Existem mais de três milhões de compostos distintos derivados do carbono. Alguns dos compostos de Carbono mais conhecidos são CH4, Na2CO3, C2H6, C2H5OH, CaC2.
• O ramo da química que se ocupa exclusivamente do estudo do carbono é a "Química Orgânica".
• O Carbono produz uma das substâncias mais frágeis e baratas que conhecemos (o grafite), bem como uma das mais rígidas e caras do Mundo (o diamante).
• O grafeno é formado apenas por carbono e o cristal mais fino isolado pelo homem que possui inúmeras aplicações.

Complemente sua leitura. Consulte o artigo Compostos orgânicos.

A química orgânica é o ramo da química que estuda os compostos carbônicos ou os compostos orgânicos, que são aqueles formados por átomos de carbono.

Em suma, a química orgânica consiste no estudo dos compostos de carbono.

Os compostos orgânicos são os que apresentam carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. São exemplos: as proteínas, os glicídios, lipídios, vitaminas e enzimas.

Histórico da Química Orgânica

O início do estudo da Química Orgânica data da metade do século XVIII, quando acreditava-se que os compostos orgânicos eram somente sintetizados pelos organismos vivos. Ao mesmo tempo, os compostos inorgânicos eram aqueles originários de organismos não-vivos, os quais pertenciam ao Reino Mineral.

A Teoria da Força Vital postulava que as substâncias orgânicas não poderiam ser sintetizadas em laboratório, pois apenas os organismos vivos possuíam a energia necessária para isso.

Porém, em 1828, o químico alemão Friedrich Wöhler (1800-1882) sintetizou a ureia em laboratório a partir de um composto inorgânico, o cianato de amônio. Com isso, ele demonstrou que nem sempre os compostos orgânicos são originários de organismos vivos.

A partir daí, a Química Orgânica passou a se referir apenas ao estudo dos compostos de carbono.

Características do Carbono

O carbono é o elemento químico principal que forma todos os compostos orgânicos. Ele é um ametal e conforme a tabela periódica, possui as seguintes características:

• Massa atômica (A) igual a 12;
• Número atômico (Z) igual a 6;
• Configuração eletrônica: K = 2 e L = 4;
• Distribuição eletrônica em estado fundamental: 1s2 2s2 2p2;
• Apresenta quatro elétrons na camada de valência;
• Pode formar quatro ligações covalentes;
• Pode formar cadeias curtas ou longas e com várias disposições;
• Alta capacidade de se ligar a outros átomos.

O carbono é classificado de acordo com a posição que ocupa na cadeia carbônica. Ele pode ser primário (ligado a um carbono), secundário (ligado a dois carbonos), terciário (ligado a três carbonos) ou quaternário (ligado a quatro carbonos).

Cadeias carbônicas

A cadeia carbônica representa o conjunto de todos os carbonos e demais elementos presentes em um composto orgânico.

As cadeias carbônicas podem ser abertas, fechadas ou mistas:

• Cadeias carbônicas abertas, acíclicas ou alifáticas: são aquelas que possuem duas ou mais extremidades livres.
• Cadeias carbônicas fechadas, cíclicas ou alicíclicas: são aquelas em que não há extremidades livres, ou seja, forma-se um ciclo.
• Cadeias carbônicas mistas: são aquelas que possuem uma porção com extremidade livre e outra porção fechada.

As cadeias carbônicas podem ainda ser homogêneas, heterogêneas, saturadas e insaturadas:

• Cadeias carbônicas homogêneas: as que possuem apresentam átomos de carbono e hidrogênio.
• Cadeias carbônicas heterogêneas: as que apresentam heteroátomo.
• Cadeias carbônicas saturadas: apresentam apenas ligações simples entre os átomos de carbono.
• Cadeias carbônicas insaturadas: apresentam alguma ligação dupla ou tripla entre os átomos de carbono.

Funções Orgânicas

A função química representa um grupo de compostos com propriedades químicas semelhantes. Eles são identificados por meio dos chamados grupos funcionais.

De acordo com os grupos funcionais, as funções orgânicas são as seguintes:

• Funções Nitrogenadas: Composto formado de nitrogênio na cadeia carbônica, são eles: Aminas, Amidas, Nitrilas e Nitrocompostos.
• Funções Oxigenadas: Composto formado de oxigênio na cadeia carbônica, são eles: Aldeídos, Cetonas, Ácidos carboxílicos, Ésteres, Éteres, Fenóis, Álcoois.
• Funções Halogenadas: Composto formado por haletos, são eles o Flúor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br), Iodo (I) e Astato (At).
• Funções Hidrogenadas: Composto formado por carbono e hidrogênio, os chamados por hidrocarbonetos (Alcanos, Alcenos, Alcinos, Alcadienos, Cicloalcanos, Cicloalcenos).

Saiba mais, leia também:

• Haletos Orgânicos
• Isomeria
• Nomenclatura de hidrocarbonetos
• Exercícios sobre Química Orgânica

Licenciada em Ciências Biológicas (2010) e Mestre em Biotecnologia e Recursos Naturais pela Universidade do Estado do Amazonas/UEA (2015). Doutoranda em Biodiversidade e Biotecnologia pela UEA.

Quais as três principais características do carbono?

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