Tabela Periodica

2° Periodo

Matricula : 207520

A Família do Carbono é o décimo quarto grupo da tabela periódica. O grupo consiste dos elementos: carbono (C), silício (Si), germânio (Ge), estanho (Sn), chumbo (Pb) e ununquadio (Uuq).

Os elementos químicos da Família do Carbono apresentam configuração eletrônica com quatro elétrons na camada de valência. Como regra geral, o primeiro átomo do grupo é sempre menor e mais eletronegativo, e por isso apresenta maior energia de ionização e, sendo mais covalente e menos metálico. Os raios covalentes, portanto, aumentam de cima para baixo.

O carbono (C), que da nome a família, possui propriedades que o difere dos demais elementos do grupo. O principal fator diferenciador é a sua capacidade de se ligar a vários outros átomos de carbono, formando grandes cadeia. As ligações C-C são fortes, e as ligações Si-Si, Ge-Ge e Sn-Sn diminuem progressivamente de energia. Além disso, o carbono é o único capaz de formar ligações múltiplas (duplas e triplas ligações).

1.1O carbono é um não metal e pertence ao grupo

14 da tabela periódica. O elemento forma mais de um milhão de compostos e tem uma química dedicada ao seu estudo, a química orgânica. Pode ser encontrado na crosta terrestre, dissolvido nas águas e na atmosfera, como dióxido de carbono (CO2). Se apresenta em 3 formas alotrópicas na natureza - diamante, grafite e carbono amorfo -com propriedades bem distintas.

1961 – A Union of Pure and AppliedChemistry (IUPAC), adotou o isótopo carbono-12 como base para o cálculo dos pesos atômicos dos elementos da tabela periódica.

No início do século XIX, vários compostos contendo carbono (açúcar, álcool etílico, ácido acético) eram obtidos de fontes animais e vegetais. Pela sua ligação com organismos vivos, estas substâncias eram chamadas orgânicas e o seu estudo de química orgânica.

A maior parte dos químicos da época, aceitava a "Teoria da Força Vital", que os compostos orgânicos eram oriundos de alguma forma de vida.

O campo da química orgânica é vasto pois abrange além da composição de todos os organismos vivos, uma série de materiais usados no cotidiano, como: alimentos (gorduras, carbohidratos, proteínas...), combustíveis, tecidos, madeira, tintas, detergentes, cosméticos, medicamentos, explosivos.

O químico alemão Friedrich Wöler fez uma experiência aquecendo cianato de amônia (NH4CNO), um composto de "origem mineral", transformando-o em uréia (H2N-CO-NH2), um composto de "origem animal". A partir daí, ficou evidente que nenhuma "força vital", além da aptidão e do conhecimento, era necessária para fabricar compostos orgânicos e substâncias orgânicas e inorgânicas podiam ser usadas como matéria prima.

O carbono constitui aproximadamente 0,027 % da crosta terrestre. É o 17º mais abundante na crosta terrestre. Atmosfera: como CO2 (pequena quantidade)

Crosta terrestre: rochas do tipo carbonatos, como a calcita CaCO3, Magnesita (MgCO3) e dolomita (MgCO3 .CaCO3).

Jazidas de carvão e petróleo.

Forma Pura: O carbono elementar (C) é encontrado em mina como grafite e diamante.

É o principal constituinte da matéria viva.

O estudo dos compostos de carbono é chamado de química orgânica.

É sólido a temperatura ambiente.

Dependendo das condições de formação pode ser encontrado na natureza em 4 formas alotrópicas:

1. Grafite2. Diamante3. Fulerenos4. Nanotubos

O diamante, o grafite e o fulereno são alótropos do carbono e se diferem pelo arranjo geométrico. Estas três formas são substâncias simples formadas apenas por carbono, porém, a grande diferença entre elas é a maneira como os átomos ficam organizados nas moléculas, ou seja, o rearranjo dos átomos.

O grafite, presente na ponta do lápis, é a forma mais estável do carbono, constitui um sólido macio e cinza, é um bom condutor de calor e eletricidade e possui densidade = 2,25 g/cm3.

USOS:• Lubrificantes• Eletrodos• Obtenção de cadinhos• Lápis com gesso, quanto mais gesso mais duro HB

O diamante, por sua vez, é um isolante elétrico e térmico, transparente e duro. Por esta última característica é utilizado para cortar blocos de granito. Sua densidade é 3,51g/cm3.

USOS• Joias•Brocas ou abrasivos,• Cobertura de chips de computador.

O fulereno, devido à sua forma tridimensional com ligações insaturadas, apresenta propriedades físicas e químicas únicas que podem ser exploradas em várias áreas da bioquímica e da medicina.

Nome, símbolo, número : Carbono, C, 6 Série química: Não-metal Grupo, período, bloco :14 (IVA), 2, p Densidade, dureza: 2267 kg/m3, 0,5 (grafite) e

10,0 (diamante)

uRaio atómico:(calculado)70 (67) pm Raio covalente: 77 pm Raio de Van der Waals: 170 pm Configuração eletrónica: [He] 2s2 2p2

Elétrons (por nível de energia)2, 4 Estado(s) de oxidação: 4 Estrutura cristalina : hexagonal

Propriedades físicas Estado da matéria :Sólido Entalpia de vaporização :355,8 kJ/mol Volume molar :5,29×10−6 m3/mol Velocidade do som: 18 350 m/s a 20°C Ponto de fusão: 3527° Calor de fusão: 117kJ/mol Ponto de ebulição: 4027°C Calor de vaporização: 715kJ/mol

Eletronegatividade(Pauling): 2,55 Calor específico: 710 J/(kg·K) Condutividade elétrica 0,061 S/m Condutividade térmica: 129 W/(m·K)1º Potencial de ionização: 1086,5 kJ/mol 2º Potencial de ionização: 2352,6 kJ/mol 3º Potencial de ionização: 4620,5 kJ/mol 4º Potencial de ionização: 6222,7 kJ/mol 5º Potencial de ionização: 37831 kJ/mol 6º Potencial de ionização:47277,0 kJ/mol

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. nF2 significa excesso).

Uma das principais aplicações do carbono é para uso industrial, como componente de hidrocarbonetos (composto químico formado por átomos de carbono e hidrogênio) para a produção de combustíveis como o gás natural e o petróleo. Ele também pode ser utilizado para a produção de gelo seco.

Além disso, ele também pode ser utilizado para a produção de joias, com o diamante e na fabricação do grafite para o lápis.

No Brasil, o grafite é produzido na região nordeste, na Bahia, para ser utilizado nos eletrodos industriais. É utilizado em sistemas para filtragem da água/purificação e como elemento principal para a produção de ligas de ferro (aço).

Uma das referências mais antigas que se tem sobre o diamante é do século IV a.C., através de Kautilya, uma princesa que viveu na corte de Candragupta-Maurya, na Índia. Ela sugeriu que essa pedra poderia ser utilizada como pedra preciosa e como objeto de taxação por especialistas.