Um Pouco do Carbono

O elemento carbono é a unidade fundamental da Química Orgânica, sendo assim ele merece ser estudado mais profundamente. O que será que torna o carbono essencial na formação dos compostos orgânicos?

Na segunda metade do século XIX, a estrutura do carbono começou a ser estudada por Archibald Scott Couper (1831-1892) e Friedrich August Kekulé (1829-1896), e posteriormente esses estudos foram denominados de postulados de Couper-Kekulé que estudam o comportamento químico do carbono, eles são subdivididos em três:

1º postulado: Tetravalência constante. O átomo de carbono é tetravalente, essa propriedade permite que esse elemento estabeleça quatro ligações covalentes, ele tem dois pares eletrônicos disponíveis. Exemplo:

H
│
H ─ C ─ H
│
H
Metano

Átomo: O átomo é a menor parte de um elemento que ainda conserva suas propriedades. Toda a matéria é constituída por átomos. O monitor que você está usando; o teclado; o mouse; enfim, tudo é constituído por átomos, que você não o vê isolado a olho nu, mas sim, vê um grupo de átomos.
Molécula: Molécula é a união entre dois átomos. Esses átomos podem ser iguais ou diferentes.



Elemento Químico: Elemento químico é a matéria formado por um único tipo de átomo (mesmo número atômico) , ou seja, formada por átomos iguais entre si. Exemplo: O conjunto de todos os átomos de número atômico igual a 11 (11 prótons) é o elemento químico Sódio. Então, quando se fala no Sódio, pensamos imediatamente no número atômico igual a 11. Portanto, elemento químico é um conjunto de átomos de mesmo número atômico.

Número de Massa (A): O número de massa (A) de um átomo é a soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (N) do núcleo desse átomo. Assim, temos:

A = Z + N


Íons: São partículas eletricamente carregadas, sendo assim:


2º postulado: As quatro valências do carbono são iguais. Esse postulado explica por que existe, por exemplo, somente um clorometano. Qualquer que seja a posição do cloro, obtém-se um só composto: H3CCl.
Cl
│
H ─ C ─ H
│
H

3º postulado: Encadeamento constante. Átomos de carbono ligam-se diretamente entre si, formando estruturas denominadas cadeias carbônicas.

Essa propriedade é comum para o nitrogênio, enxofre, fósforo e oxigênio. Só que no caso do carbono essa capacidade de formar quatro ligações é mais pronunciada, a prova disso é que existem extensas cadeias carbônicas, e também uma variedade enorme de compostos orgânicos.

Um experimento bem simples pode comprovar a existência do carbono em um determinado composto como, por exemplo, na substância orgânica sacarose (açúcar comum).

Procedimento: Separe uma porção de açúcar e pingue algumas gotas de ácido sulfúrico (H2SO4) e observe: o açúcar se transformará em carvão, mas como isso ocorre?

A sacarose é constituída por carbono, hidrogênio e oxigênio, sua fórmula molecular é C12H22O11. O ácido sulfúrico concentrado é higroscópico: retira H e O na forma de H2O, resta então somente o C na forma de carvão.

Equação do processo:

C12H22O11 = C12 (H2O)11

C12 (H2O)11 + H2SO4 (conc) → 12C + H2SO4 + 11 H2O
carvão