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Carbono

1- O Carbono é tetravalente

O carbono possui quatro elétrons na última camada e portanto precisa de compartilharquatro elétrons para se estabilizar.

C        (Z= 6; A=12; N=6)      Distribuição eletrônica – 1s², 2s², 2px¹, 2py¹, 2pz°

É importante lembrar que as quatro valências do Carbono são iguais.

2 – O Carbono forma ligações múltiplas.

 Quatro ligações simples, uma ligação dupla e duas simples, uma ligação tripla e uma simples, ou ainda duas ligações duplas.

 3 – O Carbono liga-se a varias classes de elementos químicos

 O Carbono está situado no grupo 4ª, combinando com elementos a sua direita ou a sua esquerda. ( caráter anfotero).

 4 – Classificação das Cadeias Carbônicas

 Após conhecermos as propriedades do Carbono e trabalharmos sua classificação, devemos agora conhecer as cadeias carbônicas.

Existem basicamente dois tipos principais que interessam ao nosso estudo: as cadeias abertas ( acíclicas) e fechadas (cíclicas).

 4.1Cadeias Abertas – Também chamadas alifáticas ou acíclicas.

São classificadas de acordo com os aspectos a seguir:

 4.1.1 – Quanto à disposição dos carbonos

 – Normais – possui somente carbonos primários e secundários

Carbono

– Ramificada – possui pelo menos um carbono terciário ou quaternário.

Carbono

4.1.2 – Quanto a saturação dos carbonos da cadeia

 – Saturadas – possuem somente ligações simples entre carbonos

Carbono

– Insaturadas – possuem ao menos uma insaturação, ou seja, ao menos uma dupla ou tripla ligação entre carbonos.

Carbono

Obs.: As cadeias que possuem uma dupla ligação entre carbonos são chamadas etênicas, as que possuem uma tripla ligação são chamadas de etínicas e as que possuem uma dupla e uma tripla ligação entre carbonos são chamadas de etenínicas.

 4.1.3 – Quanto a natureza dos elementos

 4.1.3.1 – Homogêneas – Não apresentam outros elementos entre os carbonos da estrutura.

Carbono

4.1.3.2 – Heterogêneas – Apresentam elementos diferentes entre os átomos de carbono. Estaes elementos que aparecem entre carbonos em uma estrutura são chamados Heteroátomos.

Os mais usados em exercícios são: Nitrogênio (N), Oxigenio (O) e o Enxofre (S).

Carbono

4.2 – Cadeias Fechadas – Também chamadas cíclicas.

São classificadas de acordo com os aspectos a seguir:

 4.2.1 – Aliciclícas  – Fechadas e não aromáticas, ou que não possuem ligações simples e duplas algemadas. Sçao classificadas quanto a saturação e a nomenclatura dos elementos do ciclo.

 4.2.1.1 – Quanto à saturação das ligações entre carbonos

  – Saturadas – Apresentam apenas ligações simples entre os carbonos do ciclo.

Carbono

– Insaturadas -  Apresentam uma dupla ligação entre os carbonos do ciclo.

Carbono

 

4.2.2 Quanto a natureza dos elementos do ciclo

– Homocíclicas – São as cadeias que possuem somente carbonos dentro do anel.

Carbono

– Heterocíclica – São aquelas que possuem pelo menos um heteátomo no ciclo.

Carbono

4.2.1.3 – Quanto a disposição dos átomos no núcleo

 – Normal – Quando o núcleo apresenta apenas carbonos secundários

Carbono

– Ramificada (cadeia mista) – Quando o núcleo apenas pelo menos um carbono terciário.

Carbono

4.2.2 – Aromáticas – São as cadeias fechadas que possuem ressonância ou aromaticidade em sua estrutura. No caso mais simples e mais estudado de ressonância em aromáticos são os relacionados aos benzenos. O benzeno é uma cadeia com seis carbonos unidos entre si por duplas e simples ligações alternadas e os hidrogênios necessários para completá-la ( C6H6).

Carbono

4.2.2.1 –  Quanto ao numero de núcleos

– Mononuclear – São os que possuem uma estrutura de ressonância, ou seja, somente um anel benzênico.

Carbono

- Polinuclear –  Tem dois ou mais núcleos e se dividem em:

      – Isolados – os anéis não possuem carbonos comuns entre si.

Carbono

– Condensados – os anéis benzênicos possuem carbonos comuns.

Carbono

Observações Importantes:

 1 – As estruturas de ressonância devem ser representadas por uma seta de cabeça dupla.

2 – Quanto maior o numero de estrutura de ressonância, maior a estabilidade da espécie.

Hilário Moura

Fonte: www.quimlab.com.br

Carbono

CARBONO: NOSSO AMIGO E COMPANHEIRO

Carbono: símbolo C
Elemento químico não-metálico do grupo: 4A da tabela periódica
Número atômico: 6
Massa atômica: 12,0107
Número de prótons/elétrons: 6
Número de nêutrons: 6
Nome derivado do latim carbo, que significa: carvão

Por que nosso companheiro?

O homem primitivo já conhecia o elemento carbono, sob a forma do carvão com que obtinha o fogo. Ao longo da história, o carbono sempre foi o componente essencial de combustíveis como o gás natural, o petróleo e seus derivados, etc.

Com relação à matéria mineral existente na natureza, o carbono está presente na crosta terrestre sob a forma elementar de seus diversos alótropos ou combinado, constituindo, sobretudo, carbonatos.

O fenômeno da alotropia ocorre quando um elemento químico se apresenta sob mais de uma forma, seja diferindo na disposição dos átomos em suas estruturas cristalinas, seja diferindo no número de átomos que compõem suas moléculas. Nosso amigo carbono é encontrado em estado livre na natureza, principalmente sob três formas alotrópicas: duas cristalinas (o diamante e a grafite) e uma pseudo-amorfa (o carvão).

A grafite é um sólido cinza, opaco, mole e escorregadio, que deixa marcas quando risca qualquer superfície, e, por isso, é a matéria-prima dos lápis de escrever. Conduz bem o calor e a eletricidade e é usado como eletrodo em pilhas eletroquímicas, como lubrificante e como moderador em reatores nucleares.

Já o diamante, a substância mais dura conhecida (10, na escala de Mohs), é incolor e transparente e um mau condutor de eletricidade; aquecido a 1.000 °C em atmosfera inerte, converte-se em grafite lentamente; quando suas faces são lapidadas, tem-se o brilhante, que possui grande beleza e é a mais valiosa das pedras preciosas. Também é utilizado industrialmente por sua dureza e propriedades abrasivas.

A terceira forma do carbono é o carvão, sólido considerado amorfo, composto provavelmente de microcristais de grafite. É empregado basicamente como combustível.

Todas essas três substâncias são formadas exclusivamente de átomos de carbono, e a enorme diferença em aspecto e propriedades deve-se ao fato de apresentarem estruturas cristalinas completamente diferentes. Assim, um cristal de grafite consiste em um empilhamento de camadas paralelas de átomos de carbono, sendo cada camada constituída por anéis hexagonais de átomos de carbono ligados entre si e que se estendem infinitamente. Entre as camadas, a distância é suficientemente grande, não permitindo nenhuma ligação localizada. As camadas são mantidas por forças fracas de van der Waals, o que facilita o deslizamento de umas sobre outras, possibilitando seu uso como lubrificante e marcador de superfícies (lápis).


Grafite formado por camadas de átomos de carbono

A estrutura cristalina do diamante é completamente diferente. Cada átomo de carbono possui quatro átomos vizinhos, aos quais está fortemente ligado, formando o conjunto uma estrutura tridimensional extremamente dura e resistente.


Estrutura tridimensional do diamante

Recentemente, em 1990, foi identificada uma nova variedade de carbono: são os fulerenos, moléculas formadas por 60 ou 70 átomos de carbono ligados entre si, constituindo um tipo de gaiola de forma esférica com um arranjo de hexágonos ou pentágonos à semelhança de uma bola de futebol.


Molécula de fulereno

Os fulerenos receberam esse nome devido ao fato de sua forma lembrar as abóbadas geodésicas construídas pelo arquiteto norte-americano Richard Buckminster Fuller (a molécula de fulereno é conhecida como buckyball, "bola do Buck"). Os fulerenos estão presentes na natureza em pequeníssima quantidade; são encontrados na atmosfera, formados pelas descargas elétricas dos relâmpagos, e escondidos na fuligem. Têm sido obtidos industrialmente por diferentes métodos, e hoje são muito utilizados em polímeros, semicondutores, supercondutores, lubrificantes, protetores radioativos etc.

Na atmosfera, o carbono está presente como dióxido de carbono, um componente menor (0,03%).

O carbono forma mais compostos do que todos os outros elementos considerados em conjunto (cerca de seis e meio milhões). Eles são tão numerosos e importantes que, são classificados como um grupo separado, a Química Orgânica, dentro do universo dos compostos químicos.

Orgânica, de organismo (vivo), uma vez que nosso companheiro carbono é o componente essencial de todos os seres vivos e forma, juntamente com o hidrogênio, o oxigênio, o nitrogênio e alguns outros poucos elementos, aproximadamente 18% (em massa) de toda a matéria existente nos seres vivos.

Mais ainda… a maior parte da energia de toda a vida animal é fornecida pela oxidação do carbono e de seus compostos. Assim sendo, o reino animal e o vegetal necessitam de carbono para viver e permanecer vivos. Os vegetais obtêm esse carbono por meio do dióxido de carbono existente na atmosfera; pelo processo de fotossíntese, sob a ação da luz, dióxido de carbono e água são convertidos em carboidratos, com a liberação simultânea de oxigênio, essencial à nossa vida. Por sua vez, os animais consomem os carboidratos, respiram o oxigênio e devolvem o dióxido de carbono à atmosfera pelos processos de expiração, excreção e, mesmo, de decomposição de seus corpos após a morte. Esses processos fazem parte do ciclo do carbono.

Por que amigo? Existiria a vida na Terra, como ela é, sem nosso amigo carbono?

Fonte: www.moderna.com.br

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