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Carbono

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Carbono,  6 C
Grafite-e-diamante-com-escala.jpg
Grafite (esquerda) e diamante (direita), dois alótropos de carbono
Carbono
Alótroposgrafite , diamante , outros
Aparência
  • grafite: preto, aparência metálica
  • diamante: claro
Peso atômico padrão A r, std (C) [12,009612.0116 ] convencional: 12.011
Carbono na tabela periódica
HidrogênioHélio
LítioBerílioBoroCarbonoAzotoOxigênioFlúorNéon
SódioMagnésioAlumínioSilícioFósforoEnxofreCloroArgônio
PotássioCálcioEscândioTitânioVanádioCromoManganêsFerroCobaltoNíquelCobreZincoGálioGermânioArsênicoSelênioBromoKrypton
RubídioEstrôncioÍtrioZircônioNióbioMolibdênioTecnécioRutênioRódioPaládioPrataCádmioÍndioLataAntimônioTelúrioIodoXenon
CésioBárioLantânioCérioPraseodímioNeodímioPromécioSamárioEuropiumGadolínioTérbioDisprósioHolmiumErbiumTúlioItérbioLutécioHáfnioTântaloTungstênioRênioÓsmioIridiumPlatinaOuroMercúrio (elemento)TálioLiderarBismutoPolônioAstatineRadon
FranciumRádioActínioTórioProtactínioUrânioNeptúnioPlutônioAmericiumCuriumBerquélioCaliforniumEinsteiniumFermiumMendelévioNobeliumLawrenciumRutherfordiumDubniumSeabórgioBohriumHassiumMeitneriumDarmstádioRoentgênioCoperniciumNihoniumFleroviumMoscoviumLivermoriumTennessineOganesson
-

C

Si
borocarbononitrogênio
Número atômico ( Z )6
Grupogrupo 14 (grupo carbono)
Períodoperíodo 2
Quadra  bloco p
Configuração de elétron[ He ] 2s 2 2p 2
Elétrons por camada2, 4
Propriedades físicas
Fase em  STPsólido
Ponto de sublimação3915 K (3642 ° C, 6588 ° F)
Densidade (próximo à  rt )amorfo: 1,8-2,1 g / cm 3 [1]
grafite: 2,267 g / cm 3
diamante: 3,515 g / cm 3
Ponto Triplo4600 K, 10.800 kPa [2] [3]
Calor de fusãografite: 117  kJ / mol
Capacidade de calor molargrafite: 8,517 J / (mol · K)
diamante: 6,155 J / (mol · K)
Propriedades atômicas
Estados de oxidação−4 , −3 , −2 , −1 , 0 , +1 , [4] +2 , +3 , [5] +4 [6] (umóxidolevemente ácido )
Eletro-negatividadeEscala de Pauling: 2,55
Energias de ionização
  • 1o: 1086,5 kJ / mol
  • 2o: 2352,6 kJ / mol
  • 3o: 4620,5 kJ / mol
  • ( mais )
Raio covalentesp 3 : 77 pm
sp 14 : 73 pm
sp: 69  pm
Raio de Van der Waals170 pm
Linhas espectrais de carbono
Outras propriedades
Ocorrência naturalprimordial
Estrutura de cristalgrafite: hexagonal simples

(Preto)
Estrutura de cristaldiamante: diamante cúbico face centrada

(Claro)
Velocidade do som haste finadiamante: 18.350 m / s (a 20 ° C)
Expansão térmicadiamante: 0,8 µm / (m · K) (a 25 ° C) [7]
Condutividade térmicagrafite: 119–165 W / (m · K)
diamante: 900–2300 W / (m · K)
Resistividade elétricagrafite: 7,837 µΩ · m [8]
Ordenação magnéticadiamagnético [9]
Suscetibilidade magnética−5,9 · 10 −6 (gráfico.) Cm 3 / mol [10]
Módulo de Youngdiamante: 1050 GPa [7]
Módulo de cisalhamentodiamante: 478 GPa [7]
Módulo de massadiamante: 442 GPa [7]
Coeficiente de Poissondiamante: 0,1 [7]
Dureza de Mohsgrafite: 1–2
diamante: 10
Número CAS
  • grafite: 7782-42-5
  • diamante: 7782-40-3
História
DescobertaEgípcios e Sumérios [11] (3750 AC)
Reconhecido como um elemento porAntoine Lavoisier [12] (1789)
Principais isótopos de carbono
IsótopoAbundânciaMeia-vida ( t 1/2 )Modo de decaimentoprodutos
11 Csyn20 minutosβ +11 B
12 C98,9%estábulo
13 C1,1%estábulo
14 Cvestígio5730 anosβ -14 N
Categoria Categoria: Carbono
| referências

Carbono (do latim : carbo "carvão") é um elemento químico com o símbolo C e número atômico 6. Ele é não metálico e tetravalente - disponibilizando quatro elétrons para formar ligações químicas covalentes . Pertence ao grupo 14 da tabela periódica. [13] O carbono constitui apenas cerca de 0,025 por cento da crosta terrestre. [14] Três isótopos ocorrem naturalmente, 12 C e 13 C sendo estáveis, enquanto 14 C é umradionuclídeo , decaindo com meia-vida de cerca de 5.730 anos. [15] O carbono é um dos poucos elementos conhecidos desde a antiguidade . [16]

O carbono é o 15º elemento mais abundante na crosta terrestre e o quarto elemento mais abundante no universo em massa, depois do hidrogênio , hélio e oxigênio . A abundância do carbono, sua diversidade única de compostos orgânicos e sua capacidade incomum de formar polímeros nas temperaturas comumente encontradas na Terra permitem que esse elemento sirva como um elemento comum a todas as formas de vida conhecidas . É o segundo elemento mais abundante no corpo humano em massa (cerca de 18,5%) depois do oxigênio. [17]

Os átomos de carbono podem se ligar de diversas maneiras, resultando em vários alótropos de carbono . Os alótropos mais conhecidos são grafite , diamante e buckminsterfullereno . [18] As propriedades físicas do carbono variam amplamente com a forma alotrópica. Por exemplo, o grafite é opaco e preto, enquanto o diamante é altamente transparente . O grafite é macio o suficiente para formar uma linha no papel (daí seu nome, do verbo grego "γράφειν" que significa "escrever"), enquanto o diamante é o material natural mais duro conhecido. Grafite é um bom condutor elétricoenquanto o diamante tem uma baixa condutividade elétrica . Em condições normais, diamante, nanotubos de carbono e grafeno têm as mais altas condutividades térmicas de todos os materiais conhecidos . Todos os alótropos de carbono são sólidos em condições normais, com o grafite sendo a forma mais estável termodinamicamente na temperatura e pressão padrão. Eles são quimicamente resistentes e requerem alta temperatura para reagir mesmo com o oxigênio.

O estado de oxidação mais comum do carbono em compostos inorgânicos é +4, enquanto +2 é encontrado no monóxido de carbono e nos complexos de carbonila de metal de transição . As maiores fontes de carbono inorgânico são calcários , dolomitas e dióxido de carbono , mas quantidades significativas ocorrem em depósitos orgânicos de carvão , turfa , óleo e clatratos de metano . O carbono forma um grande número de compostos , mais do que qualquer outro elemento, com quase dez milhões de compostos descritos até o momento, [19]e ainda assim esse número é apenas uma fração do número de compostos teoricamente possíveis sob condições padrão. Por esta razão, o carbono tem sido freqüentemente referido como o "rei dos elementos". [20]

Características

Diagrama de fase do carbono teoricamente previsto

Os alótropos do carbono incluem grafite , uma das substâncias mais suaves conhecidas, e diamante , a substância natural mais dura. Ele se liga prontamente a outros pequenos átomos , incluindo outros átomos de carbono, e é capaz de formar múltiplas ligações covalentes estáveis com átomos multivalentes adequados. O carbono é conhecido por formar quase dez milhões de compostos, a grande maioria de todos os compostos químicos . [19] O carbono também tem o ponto de sublimação mais alto de todos os elementos. À pressão atmosférica não tem ponto de fusão, pois seu ponto triploestá a 10,8 ± 0,2 megapascais (106,6 ± 2,0 atm; 1.566 ± 29 psi) e 4.600 ± 300 K (4.330 ± 300 ° C; 7.820 ± 540 ° F), [2] [3] portanto, sublima a cerca de 3.900 K ( 3.630 ° C; 6.560 ° F). [21] [22] O grafite é muito mais reativo do que o diamante em condições padrão, apesar de ser mais estável termodinamicamente, pois seu sistema pi deslocalizado é muito mais vulnerável a ataques. Por exemplo, o grafite pode ser oxidado por ácido nítrico concentrado a quente em condições padrão em ácido melítico , C 6 (CO 2 H) 6 , que preserva as unidades hexagonais de grafite enquanto quebra a estrutura maior. [23]

O carbono sublima em um arco de carbono, que tem uma temperatura de cerca de 5.800 K (5.530 ° C ou 9.980 ° F). Assim, independentemente de sua forma alotrópica, o carbono permanece sólido em temperaturas mais altas do que os metais de ponto de fusão mais alto, como tungstênio ou rênio . Embora termodinamicamente sujeito à oxidação , o carbono resiste à oxidação com mais eficácia do que elementos como o ferro e o cobre , que são agentes redutores mais fracos à temperatura ambiente.

O carbono é o sexto elemento, com uma configuração eletrônica de estado fundamental de 1s 2 2s 2 2p 2 , dos quais os quatro elétrons externos são elétrons de valência . Suas primeiras quatro energias de ionização, 1086,5, 2352,6, 4620,5 e 6222,7 kJ / mol, são muito mais altas do que as dos elementos mais pesados ​​do grupo 14. A eletronegatividade do carbono é 2,5, significativamente maior do que os elementos mais pesados ​​do grupo 14 (1,8-1,9), mas perto da maioria dos não-metais próximos, bem como alguns dos metais de transição da segunda e terceira linha . Raios covalentes do carbonosão normalmente considerados como 77,2 pm (C − C), 66,7 pm (C = C) e 60,3 pm (C≡C), embora possam variar dependendo do número de coordenação e a que o carbono está ligado. Em geral, o raio covalente diminui com o menor número de coordenação e maior ordem de ligação. [24]

Os compostos de carbono formam a base de toda a vida conhecida na Terra , e o ciclo carbono-nitrogênio fornece parte da energia produzida pelo Sol e outras estrelas . Embora forme uma variedade extraordinária de compostos, a maioria das formas de carbono são comparativamente não reativas em condições normais. Em temperatura e pressão padrão, ele resiste a todos, exceto aos oxidantes mais fortes. Não reage com ácido sulfúrico , ácido clorídrico , cloro ou quaisquer álcalis . Em temperaturas elevadas, o carbono reage com o oxigênio para formar óxidos de carbonoe roubará o oxigênio dos óxidos de metal para deixar o metal elementar. Esta reação exotérmica é usada na indústria de ferro e aço para fundir ferro e controlar o teor de carbono do aço :

Fe
3
O
4
+ 4 C (s) → 3 Fe (s) + 4 CO (g)

O monóxido de carbono pode ser reciclado para fundir ainda mais ferro:

Fe
3
O
4
+ 4 CO (g) → 3 Fe (s) + 4 CO
2
(g)

com enxofre para formar dissulfeto de carbono e com vapor na reação carvão-gás:

C (s) + H 2 O (g) → CO (g) + H 2 (g) .

O carbono se combina com alguns metais em altas temperaturas para formar carbonetos metálicos, como o carboneto de ferro cementita em aço e carboneto de tungstênio , amplamente utilizado como abrasivo e para fazer pontas duras para ferramentas de corte.

O sistema de alótropos de carbono abrange uma gama de extremos:

O grafite é um dos materiais mais suaves que se conhece.O diamante nanocristalino sintético é o material mais duro conhecido. [25]
O grafite é um lubrificante muito bom , exibindo superlubricidade . [26]O diamante é o abrasivo definitivo .
O grafite é um condutor de eletricidade. [27]O diamante é um excelente isolante elétrico , [28] e tem o campo elétrico de maior degradação de todos os materiais conhecidos.
Algumas formas de grafite são usadas para isolamento térmico (por exemplo, aceiros e escudos térmicos), mas algumas outras formas são bons condutores térmicos.O diamante é o condutor térmico natural mais conhecido
O grafite é opaco .O diamante é altamente transparente.
O grafite se cristaliza no sistema hexagonal . [29]O diamante cristaliza no sistema cúbico .
O carbono amorfo é completamente isotrópico .Os nanotubos de carbono estão entre os materiais mais anisotrópicos conhecidos.

Alótropos

O carbono atômico é uma espécie de vida muito curta e, portanto, é estabilizado em várias estruturas multiatômicas com diversas configurações moleculares chamadas alótropos . Os três alótropos de carbono relativamente bem conhecidos são carbono amorfo , grafite e diamante . Antes considerados exóticos, os fulerenos são hoje comumente sintetizados e usados ​​em pesquisas; eles incluem fulerenos , [30] [31] nanotubos de carbono , [32] nanobuds de carbono [33] e nanofibras . [34] [35]Vários outros alótropos exóticos também foram descobertos, como lonsdaleita , [36] carbono vítreo , [37] nanoespuma de carbono [38] e carbono acetilênico linear (carbyne). [39]

O grafeno é uma folha bidimensional de carbono com os átomos dispostos em uma rede hexagonal. Em 2009, o grafeno parecia ser o material mais forte já testado. [40] O processo de separá-lo da grafite exigirá algum desenvolvimento tecnológico adicional antes de ser econômico para processos industriais. [41] Se for bem-sucedido, o grafeno pode ser usado na construção de um elevador espacial . Também poderia ser usado para armazenar hidrogênio com segurança para uso em um motor baseado em hidrogênio em carros. [42]

Uma grande amostra de carbono vítreo

A forma amorfa é uma variedade de átomos de carbono em um estado não cristalino, irregular e vítreo, não mantido em uma macroestrutura cristalina. Está presente na forma de pó e é o principal constituinte de substâncias como o carvão , o negro-de- fumo ( fuligem ) e o carvão ativado . Em pressões normais, o carbono assume a forma de grafite, em que cada átomo está ligado trigonalmente a três outros em um plano composto de anéis hexagonais fundidos , assim como os dos hidrocarbonetos aromáticos . [43] A rede resultante é bidimensional, e as folhas planas resultantes são empilhadas e fracamente ligadas por meio de forças fracas de van der Waals. Isso dá à grafite sua suavidade e suas propriedades de clivagem (as folhas deslizam facilmente umas sobre as outras). Por causa da deslocalização de um dos elétrons externos de cada átomo para formar uma nuvem π , o grafite conduz eletricidade , mas apenas no plano de cada folha ligada covalentemente . Isso resulta em uma condutividade elétrica mais baixa para o carbono do que para a maioria dos metais . A deslocalização também é responsável pela estabilidade energética do grafite sobre o diamante à temperatura ambiente.

Alguns alótropos de carbono: a) diamante ; b) grafite ; c) lonsdaleíta ; d – f) fulerenos (C 60 , C 540 , C 70 ); g) carbono amorfo ; h) nanotubo de carbono

Em pressões muito altas, o carbono forma o alótropo mais compacto, o diamante , tendo quase o dobro da densidade do grafite. Aqui, cada átomo está ligado tetraedricamente a quatro outros, formando uma rede tridimensional de anéis de átomos enrugados de seis membros. Diamante tem a mesma estrutura cúbica como silício e germânio , e por causa da força das carbono-carbono ligações , é a substância que ocorre naturalmente mais difícil medida por resistência ao risco . Ao contrário da crença popular de que "os diamantes são para sempre" , eles são termodinamicamente instáveis ​​(Δ f G ° (diamante, 298 K) = 2,9 kJ / mol [44]) em condições normais (298 K, 10 5  Pa) e se transformam em grafite . [18] Devido a uma barreira de alta energia de ativação, a transição para o grafite é tão lenta em temperatura normal que é imperceptível. O canto inferior esquerdo do diagrama de fases do carbono não foi examinado experimentalmente. Embora um estudo computacional empregando densidade teoria funcionais métodos chegou à conclusão de que à medida que t → 0 K e p → 0 Pa , diamante torna-se mais estável do que a grafite de cerca de 1,1 kJ / mol, [45] estudos experimentais e computacionais mais recentes e definitivas mostram que o grafite é mais estável do que o diamante para T<400 K , sem pressão aplicada, por 2,7 kJ / mol em T  = 0 K e 3,2 kJ / mol em T  = 298,15 K. [46] Sob algumas condições, o carbono cristaliza como lonsdaleita , uma rede de cristal hexagonal com todos os átomos ligados covalentemente e propriedades semelhantes às do diamante. [36]

Os fulerenos são uma formação cristalina sintética com uma estrutura semelhante à do grafite, mas no lugar de células hexagonais planas apenas, algumas das células das quais os fulerenos são formados podem ser pentágonos, hexágonos não planares ou mesmo heptágonos de átomos de carbono. As folhas são então empenadas em esferas, elipses ou cilindros. As propriedades dos fulerenos (divididos em buckyballs, buckytubes e nanobuds) ainda não foram totalmente analisadas e representam uma intensa área de pesquisa em nanomateriais . Os nomes fulereno e fulereno são dados em homenagem a Richard Buckminster Fuller , popularizador de domos geodésicos, que se assemelham à estrutura dos fulerenos. Os fulerenos são moléculas razoavelmente grandes formadas completamente por carbono ligado por trigonalidade, formando esferóides (o mais conhecido e mais simples é o buckminsterfullereno C 60 em forma de bola de futebol ). [30] Nanotubos de carbono (buckytubes) são estruturalmente semelhantes aos buckyballs, exceto que cada átomo é ligado trigonalmente em uma folha curva que forma um cilindro oco . [31] [32] Os nanobuds foram relatados pela primeira vez em 2007 e são materiais híbridos buckytube / buckyball (os buckyballs são covalentemente ligados à parede externa de um nanotubo) que combinam as propriedades de ambos em uma única estrutura. [33]

Cometa C / 2014 Q2 (Lovejoy) rodeado por vapor de carbono brilhante

Dos outros alótropos descobertos, a nanoespuma de carbono é um alótropo ferromagnético descoberto em 1997. Consiste em um agrupamento de átomos de carbono de baixa densidade amarrados em uma teia tridimensional solta, na qual os átomos estão ligados trigonalmente em seis e anéis de sete membros. Está entre os sólidos mais leves conhecidos, com uma densidade de cerca de 2 kg / m 3 . [47] Da mesma forma, o carbono vítreo contém uma alta proporção de porosidade fechada , [37] mas ao contrário do grafite normal, as camadas de grafite não são empilhadas como as páginas de um livro, mas têm uma disposição mais aleatória. Carbono acetilênico linear [39] tem a estrutura química[39] - (C ::: C) n -. O carbono nesta modificação é linear com a hibridização orbital sp e é um polímero com ligações alternadas simples e triplas. Este carbyne é de considerável interesse para a nanotecnologia, pois seu módulo de Young é 40 vezes maior do que o do material mais duro conhecido - o diamante. [48]

Em 2015, uma equipe da North Carolina State University anunciou o desenvolvimento de outro alótropo que eles apelidaram de Q-carbono , criado por um pulso de laser de alta energia e baixa duração em pó de carbono amorfo. É relatado que o carbono Q exibe ferromagnetismo, fluorescência e uma dureza superior aos diamantes. [49]

Na fase de vapor, parte do carbono está na forma de dicarbonato ( C
2
) Quando excitado, esse gás brilha em verde.

Ocorrência

Minério de grafite, mostrado com um centavo por escala
Cristal de diamante bruto
A superfície do mar "atual" (década de 1990) dissolveu a concentração de carbono inorgânico (da climatologia GLODAP )

O carbono é o quarto elemento químico mais abundante no universo observável em massa, depois do hidrogênio, hélio e oxigênio. Em julho de 2020, os astrônomos relataram evidências de que o carbono foi formado principalmente em estrelas anãs brancas , particularmente aquelas maiores do que duas massas solares. [50] [51] O carbono é abundante no Sol , estrelas , cometas e na atmosfera da maioria dos planetas . [52] Alguns meteoritos contêm diamantes microscópicos que foram formados quando o sistema solar ainda era um disco protoplanetário .[53] Os diamantes microscópicos também podem ser formados pela intensa pressão e alta temperatura nos locais dos impactos de meteoritos. [54]

Em 2014, a NASA anunciou um banco de dados bastante atualizado para rastrear hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) no universo . Mais de 20% do carbono do universo pode estar associado aos PAHs, compostos complexos de carbono e hidrogênio sem oxigênio. [55] Esses compostos figuram na hipótese mundial de PAH, onde se supõe que tenham um papel na abiogênese e na formação da vida . Os PAHs parecem ter sido formados "alguns bilhões de anos" após o Big Bang , estão espalhados por todo o universo e estão associados a novas estrelas e exoplanetas .[52]

Estima-se que a terra sólida como um todo contém 730 ppm de carbono, com 2.000 ppm no núcleo e 120 ppm no manto e crosta combinados. [56] Uma vez que a massa da terra é5,972 × 10 24  kg , isso implicaria em 4360 milhões de gigatoneladas de carbono. Isso é muito mais do que a quantidade de carbono nos oceanos ou na atmosfera (abaixo).

Em combinação com o oxigênio no dióxido de carbono , o carbono é encontrado na atmosfera terrestre (aproximadamente 900 gigatoneladas de carbono - cada ppm corresponde a 2,13 Gt) e dissolvido em todos os corpos d'água (aproximadamente 36.000 gigatoneladas de carbono). O carbono na biosfera foi estimado em 550 gigatoneladas, mas com uma grande incerteza, principalmente devido a uma grande incerteza na quantidade de bactérias subterrâneas profundas da terra . [57] Hidrocarbonetos (como carvão , petróleo e gás natural ) também contêm carbono. Carvão "reservas" (não "recursos")somam cerca de 900 gigatoneladas com talvez 18.000 Gt de recursos. [58] As reservas de petróleo são de cerca de 150 gigatoneladas. Fontes comprovadas de gás natural estão sobre175 × 10 12  metros cúbicos (contendo cerca de 105 gigatoneladas de carbono), mas os estudos estimam outro900 × 10 12  metros cúbicos de depósitos "não convencionais", como gás de xisto , representando cerca de 540 gigatoneladas de carbono. [59]

O carbono também é encontrado em hidratos de metano nas regiões polares e no fundo do mar. Várias estimativas colocam este carbono entre 500, 2500 Gt , [60] ou 3.000 Gt. [61]

No passado, as quantidades de hidrocarbonetos eram maiores. De acordo com uma fonte, no período de 1751 a 2008, cerca de 347 gigatoneladas de carbono foram liberadas na forma de dióxido de carbono para a atmosfera pela queima de combustíveis fósseis. [62] Outra fonte coloca a quantidade adicionada à atmosfera para o período desde 1750 em 879 Gt, e o total indo para a atmosfera, mar e terra (como turfeiras ) em quase 2.000 Gt. [63]

O carbono é um constituinte (cerca de 12% em massa) das grandes massas de rocha carbonática ( calcário , dolomita , mármore e assim por diante). O carvão é muito rico em carbono (o antracito contém 92–98%) [64] e é a maior fonte comercial de carbono mineral, respondendo por 4.000 gigatoneladas ou 80% do combustível fóssil . [65]

Quanto aos alótropos de carbono individuais, a grafite é encontrada em grandes quantidades nos Estados Unidos (principalmente em Nova York e Texas ), Rússia , México , Groenlândia e Índia . Os diamantes naturais ocorrem no kimberlito da rocha , encontrado em antigos "gargalos" vulcânicos ou "tubos". A maioria dos depósitos de diamantes está na África , principalmente na África do Sul , Namíbia , Botswana , República do Congo e Serra Leoa . Depósitos de diamantes também foram encontrados em Arkansas, Canadá , Ártico Russo , Brasil e no Norte e Oeste da Austrália . Os diamantes agora também estão sendo recuperados do fundo do oceano no Cabo da Boa Esperança . Os diamantes são encontrados naturalmente, mas cerca de 30% de todos os diamantes industriais usados ​​nos Estados Unidos são agora fabricados.

O carbono-14 é formado nas camadas superiores da troposfera e da estratosfera em altitudes de 9–15 km por uma reação que é precipitada por raios cósmicos . [66] Nêutrons térmicos são produzidos que colidem com os núcleos do nitrogênio-14, formando o carbono-14 e um próton. Assim sendo,1,5% x 10 -10 de dióxido de carbono atmosférico contém carbono-14. [67]

Os asteróides ricos em carbono são relativamente preponderantes nas partes externas do cinturão de asteróides em nosso sistema solar . Esses asteróides ainda não foram amostrados diretamente pelos cientistas. Os asteróides podem ser usados ​​na hipotética mineração de carbono baseada no espaço , o que pode ser possível no futuro, mas atualmente é tecnologicamente impossível. [68]

Isótopos

Isótopos de carbono são núcleos atômicos que contêm seis prótons mais uma série de nêutrons (variando de 2 a 16). O carbono tem dois isótopos estáveis ​​e naturais . [15] O isótopo carbono-12 ( 12 C) forma 98,93% do carbono da Terra, enquanto o carbono-13 ( 13 C) forma o restante 1,07%. [15] A concentração de 12 C é ainda mais aumentada em materiais biológicos porque as reações bioquímicas discriminam 13 C. [69] Em 1961, a União Internacional de Química Pura e Aplicada(IUPAC) adotou o isótopo carbono-12 como base para os pesos atômicos . [70] A identificação de carbono em experimentos de ressonância magnética nuclear (NMR) é feita com o isótopo 13 C.

O carbono-14 ( 14 C) é um radioisótopo que ocorre naturalmente , criado na alta atmosfera (baixa estratosfera e alta troposfera ) pela interação do nitrogênio com os raios cósmicos . [71] É encontrado em pequenas quantidades na Terra de 1 parte por trilhão (0,0000000001%) ou mais, principalmente confinado à atmosfera e depósitos superficiais, particularmente de turfa e outros materiais orgânicos. [72] Este isótopo decai em 0,158 MeV β - emissão . Por causa de sua meia-vida relativamente curtade 5730 anos, o 14 C está virtualmente ausente nas rochas antigas. A quantidade de 14 C na atmosfera e nos organismos vivos é quase constante, mas diminui previsivelmente em seus corpos após a morte. Este princípio é usado na datação por radiocarbono , inventada em 1949, que tem sido amplamente usada para determinar a idade de materiais carbonáceos com idades de até cerca de 40.000 anos. [73] [74]

Existem 15 isótopos de carbono conhecidos e o de vida mais curta deles é 8 C, que decai pela emissão de prótons e decaimento alfa e tem meia-vida de 1,98739 × 10 -21 s. [75] O exótico 19 C exibe um halo nuclear , o que significa que seu raio é consideravelmente maior do que seria esperado se o núcleo fosse uma esfera de densidade constante . [76]

Formação em estrelas

A formação do núcleo atômico de carbono ocorre dentro de uma estrela gigante ou supergigante por meio do processo triplo-alfa . Isso requer uma colisão quase simultânea de três partículas alfa ( núcleos de hélio ), já que os produtos de outras reações de fusão nuclear de hélio com hidrogênio ou outro núcleo de hélio produzem lítio-5 e berílio-8 respectivamente, ambos altamente instáveis ​​e quase decaem instantaneamente de volta em núcleos menores. [77]O processo triplo-alfa acontece em condições de temperaturas acima de 100 megakelvins e concentração de hélio que a rápida expansão e resfriamento do universo primitivo proibiu e, portanto, nenhum carbono significativo foi criado durante o Big Bang .

De acordo com a teoria atual da cosmologia física, o carbono é formado no interior das estrelas no ramo horizontal . [78] Quando estrelas massivas morrem como supernovas, o carbono é espalhado no espaço como poeira. Essa poeira torna-se material componente para a formação dos sistemas estelares de próxima geração com planetas acrescidos. [52] [79] O Sistema Solar é um desses sistemas estelares com abundância de carbono, permitindo a existência de vida como a conhecemos.

O ciclo CNO é um mecanismo adicional de fusão de hidrogênio que alimenta estrelas, em que o carbono opera como um catalisador .

As transições rotacionais de várias formas isotópicas de monóxido de carbono (por exemplo, 12 CO, 13 CO e 18 CO) são detectáveis ​​na faixa de comprimento de onda submilimétrica e são usadas no estudo de estrelas recém-formadas em nuvens moleculares . [80]

Ciclo do carbono

Diagrama do ciclo do carbono. Os números pretos indicam quanto carbono está armazenado em vários reservatórios, em bilhões de toneladas ("GtC" significa gigatoneladas de carbono; os números são cerca de 2004). Os números roxos indicam quanto carbono se move entre os reservatórios a cada ano. Os sedimentos, conforme definidos neste diagrama, não incluem os ≈70 milhões de GtC de rocha carbonática e querogênio .

Em condições terrestres, a conversão de um elemento em outro é muito rara. Portanto, a quantidade de carbono na Terra é efetivamente constante. Assim, os processos que usam carbono devem obtê-lo de algum lugar e descartá-lo em outro lugar. Os caminhos do carbono no meio ambiente formam o ciclo do carbono . Por exemplo, as plantas fotossintéticas extraem dióxido de carbono da atmosfera (ou água do mar) e o transformam em biomassa, como no ciclo de Calvin , um processo de fixação de carbono. Parte dessa biomassa é comida por animais, enquanto parte do carbono é exalado pelos animais como dióxido de carbono. O ciclo do carbono é consideravelmente mais complicado do que este ciclo curto; por exemplo, algum dióxido de carbono é dissolvido nos oceanos; se as bactérias não o consumirem, plantas mortas ou matéria animal podem se transformar em petróleo ou carvão , que libera carbono quando queimado. [81] [82]

Compostos

Compostos orgânicos

Fórmula estrutural do metano , o composto orgânico mais simples possível.
Correlação entre o ciclo do carbono e a formação de compostos orgânicos. Nas plantas, o dióxido de carbono formado pela fixação de carbono pode se juntar à água na fotossíntese ( verde ) para formar compostos orgânicos, que podem ser usados ​​e posteriormente convertidos por plantas e animais.

O carbono pode formar cadeias muito longas de ligações carbono-carbono interconectadas , uma propriedade que é chamada de catenação . As ligações carbono-carbono são fortes e estáveis. Por meio da catenação, o carbono forma uma infinidade de compostos. Uma contagem de compostos únicos mostra que mais carbono contém do que não. [83] Uma reivindicação semelhante pode ser feita para o hidrogênio porque a maioria dos compostos orgânicos contém hidrogênio quimicamente ligado ao carbono ou outro elemento comum como oxigênio ou nitrogênio.

A forma mais simples de uma molécula orgânica é o hidrocarboneto - uma grande família de moléculas orgânicas que são compostas de átomos de hidrogênio ligados a uma cadeia de átomos de carbono. Uma estrutura de hidrocarboneto pode ser substituída por outros átomos, conhecidos como heteroátomos . Os heteroátomos comuns que aparecem em compostos orgânicos incluem oxigênio, nitrogênio, enxofre, fósforo e os halogênios não radioativos, bem como os metais lítio e magnésio. Os compostos orgânicos que contêm ligações ao metal são conhecidos como compostos organometálicos ( ver abaixo ). Certos agrupamentos de átomos, muitas vezes incluindo heteroátomos, se repetem em grande número de compostos orgânicos. Essas coleções, conhecidas como grupos funcionais, conferem padrões de reatividade comuns e permitem o estudo sistemático e a categorização de compostos orgânicos. O comprimento da cadeia, a forma e os grupos funcionais afetam as propriedades das moléculas orgânicas.

Na maioria dos compostos estáveis ​​de carbono (e quase todos os compostos orgânicos estáveis ), o carbono obedece à regra do octeto e é tetravalente , o que significa que um átomo de carbono forma um total de quatro ligações covalentes (que podem incluir ligações duplas e triplas). As exceções incluem um pequeno número de carbocations estabilizados (três ligações, carga positiva), radicais (três ligações, neutro), carbânions (três ligações, carga negativa) e carbenos (duas ligações, neutro), embora essas espécies sejam muito mais prováveis ​​de serem encontrados como intermediários reativos instáveis.

O carbono ocorre em toda vida orgânica conhecida e é a base da química orgânica . Quando unido ao hidrogênio , forma vários hidrocarbonetos que são importantes para a indústria como refrigerantes , lubrificantes , solventes , como matéria-prima química para a fabricação de plásticos e petroquímicos e como combustíveis fósseis .

Quando combinado com oxigênio e hidrogênio, o carbono pode formar muitos grupos de compostos biológicos importantes, incluindo açúcares , lignanas , quitinas , álcoois , gorduras e ésteres aromáticos , carotenóides e terpenos . Com o nitrogênio forma alcalóides e, com a adição de enxofre, também forma antibióticos , aminoácidos e produtos de borracha . Com a adição de fósforo a esses outros elementos, ele forma DNA e RNA , os portadores do código químico da vida, etrifosfato de adenosina (ATP), a molécula de transferência de energia mais importante em todas as células vivas.

Compostos inorgânicos

Normalmente, os compostos contendo carbono que estão associados a minerais ou que não contêm ligações a outros átomos de carbono, halogênios ou hidrogênio, são tratados separadamente dos compostos orgânicos clássicos ; a definição não é rígida e a classificação de alguns compostos pode variar de autor para autor (consulte os artigos de referência acima). Entre eles estão os óxidos de carbono simples. O óxido mais proeminente é o dióxido de carbono ( CO
2
) Este já foi o principal constituinte da paleoatmosfera , mas é um componente menor da atmosfera da Terra hoje. [84] Dissolvido em água , forma ácido carbônico ( H
2
CO
3
), mas como a maioria dos compostos com múltiplos oxigênios de ligação simples em um único carbono, ele é instável. [85] Por meio desse intermediário, porém, os íons carbonato estabilizados por ressonância são produzidos. Alguns minerais importantes são carbonatos, principalmente calcita . Dissulfeto de carbono ( CS
2
) É similar. [23] No entanto, devido às suas propriedades físicas e sua associação com a síntese orgânica, o dissulfeto de carbono às vezes é classificado como um solvente orgânico .

O outro óxido comum é o monóxido de carbono (CO). É formado por combustão incompleta e é um gás incolor e inodoro. Cada uma das moléculas contém uma ligação tripla e são razoavelmente polares , resultando em uma tendência a se ligar permanentemente às moléculas de hemoglobina, deslocando o oxigênio, que tem uma afinidade de ligação mais baixa. [86] [87] Cianeto (CN - ), tem uma estrutura semelhante, mas se comporta de maneira muito semelhante a um íon haleto ( pseudo-halogênio ). Por exemplo, pode formar a molécula de nitreto de cianogênio ((CN) 2 ), semelhante aos haletos diatômicos. Da mesma forma, o análogo mais pesado do cianeto, cifureto (CP -), também é considerado inorgânico, embora a maioria dos derivados simples sejam altamente instáveis. Outros óxidos incomuns são o subóxido de carbono ( C
3
O
2
), [88] o monóxido de dicarbonato instável (C 2 O), [89] [90] trióxido de carbono (CO 3 ), [91] [92] ciclopentanepentona (C 5 O 5 ), [93] ciclohexanohexona (C 6 O 6 ), [93] e anidrido melítico (C 12 O 9 ). No entanto, o anidrido melítico é o triplo anidrido de acila do ácido melítico; além disso, contém um anel de benzeno. Assim, muitos químicos o consideram orgânico.

Com metais reativos , como tungstênio , o carbono forma carbonetos (C 4− ) ou acetiletos ( C2−
2
) para formar ligas com altos pontos de fusão. Esses ânions também estão associados ao metano e ao acetileno , ambos ácidos muito fracos . Com uma eletronegatividade de 2,5, [94] o carbono prefere formar ligações covalentes . Alguns carbonetos são redes covalentes, como o carborundo (SiC), que se assemelha ao diamante . No entanto, mesmo os carbonetos mais polares e semelhantes ao sal não são compostos completamente iônicos. [95]

Compostos Organometálicos

Os compostos organometálicos, por definição, contêm pelo menos uma ligação covalente carbono-metal. Existe uma grande variedade de tais compostos; as classes principais incluem compostos alquil-metal simples (por exemplo, tetraetilead ), compostos r | 2 -alceno (por exemplo, sal de Zeise ) e compostos r 3 -alil (por exemplo, dímero de cloreto de alilpaládio ); metalocenos contendo ligantes de ciclopentadienil (por exemplo, ferroceno ); e complexos de carbeno de metal de transição . Existem muitos carbonilos metálicos e cianetos metálicos (por exemplo, tetracarbonilníquel e ferricianeto de potássio); alguns pesquisadores consideram os complexos de carbonila e cianeto de metal sem outros ligantes de carbono como puramente inorgânicos e não organometálicos. No entanto, a maioria dos químicos organometálicos considera os complexos metálicos com qualquer ligante de carbono, mesmo 'carbono inorgânico' (por exemplo, carbonilos, cianetos e certos tipos de carbonetos e acetiletos) como sendo de natureza organometálica. Complexos de metal contendo ligantes orgânicos sem uma ligação covalente carbono-metal (por exemplo, carboxilatos de metal) são denominados compostos metalorgânicos .

Enquanto o carbono é entendido como preferindo fortemente a formação de quatro ligações covalentes, outros esquemas de ligação exóticos também são conhecidos. Os carboranos são derivados dodecaédricos altamente estáveis ​​da unidade [B 12 H 12 ] 2- , com um BH substituído por um CH + . Assim, o carbono está ligado a cinco átomos de boro e um átomo de hidrogênio. O cátion [(Ph 3 PAu) 6 C] 2+ contém um carbono octaédrico ligado a seis fragmentos de fosfina-ouro. Este fenômeno foi atribuído à aurofilia dos ligantes de ouro, que fornecem estabilização adicional de uma espécie lábil. [96]Na natureza, o cofator ferro-molibdênio ( FeMoco ) responsável pela fixação de nitrogênio microbiano também tem um centro de carbono octaédrico (formalmente um carboneto, C (-IV)) ligado a seis átomos de ferro. Em 2016, foi confirmado que, em linha com as previsões teóricas anteriores, a dicação hexametilbenzeno contém um átomo de carbono com seis ligações. Mais especificamente, o dication pode ser descrito estruturalmente pela formulação [MeC (η 5 -C 5 Me 5 )] 2+ , tornando-se um " metaloceno orgânico " em que um fragmento MeC 3+ está ligado a um η 5 -C 5 Eu 5 -fragmento através de todos os cinco carbonos do anel. [97]

Este derivado do antraceno contém um átomo de carbono com 5 pares de elétrons formais ao seu redor.

É importante notar que nos casos acima, cada uma das ligações ao carbono contém menos de dois pares de elétrons formais. Assim, a contagem formal de elétrons dessas espécies não excede um octeto. Isso os torna hipercoordenados, mas não hipervalentes. Mesmo em casos de supostas espécies 10-C-5 (ou seja, um carbono com cinco ligantes e uma contagem formal de elétrons de dez), conforme relatado por Akiba e colegas de trabalho, [98] cálculos de estrutura eletrônica concluem que a população de elétrons ao redor o carbono ainda é menor que oito, como acontece com outros compostos com ligações de quatro elétrons e três centros .

História e etimologia

Antoine Lavoisier em sua juventude

O nome em inglês carbono vem do latim carbo para carvão e carvão, [99] de onde também vem o francês charbon , que significa carvão. Em alemão , holandês e dinamarquês , os nomes para carbono são Kohlenstoff , koolstof e kulstof respectivamente, todos significando literalmente substância de carvão .

O carbono foi descoberto na pré-história e era conhecido nas formas de fuligem e carvão nas primeiras civilizações humanas . Os diamantes eram conhecidos provavelmente já em 2500 aC na China, enquanto o carbono na forma de carvão era feito na época romana pela mesma química que é hoje, aquecendo a madeira em uma pirâmide coberta com argila para excluir o ar. [100] [101]

Carl Wilhelm Scheele

Em 1722, René Antoine Ferchault de Réaumur demonstrou que o ferro se transformava em aço por meio da absorção de alguma substância, hoje conhecida como carbono. [102] Em 1772, Antoine Lavoisier mostrou que os diamantes são uma forma de carbono; quando ele queimou amostras de carvão e diamante e descobriu que nenhum dos dois produzia água e que ambos liberavam a mesma quantidade de dióxido de carbono por grama . Em 1779, [103] Carl Wilhelm Scheele mostrou que o grafite, que tinha sido pensado como uma forma de chumbo, era ao invés idêntico ao carvão, mas com uma pequena mistura de ferro, e que deu "ácido aéreo" (seu nome para dióxido de carbono) quando oxidado com ácido nítrico. [104] Em 1786, os cientistas franceses Claude Louis Berthollet , Gaspard Monge e CA Vandermonde confirmaram que a grafite era principalmente carbono, oxidando-o em oxigênio da mesma forma que Lavoisier fizera com o diamante. [105] Um pouco de ferro sobrou, o que os cientistas franceses pensaram ser necessário para a estrutura de grafite. Em sua publicação, eles propuseram o nome de carbone (latim carbonum ) para o elemento na grafita que se desprendia como gás ao queimar a grafita. Antoine Lavoisier então listou o carbono como umelemento em seu livro de 1789. [106]

Um novo alótropo de carbono, o fulereno , que foi descoberto em 1985 [107] inclui formas nanoestruturadas , como fulerenos e nanotubos . [30] Seus descobridores - Robert Curl , Harold Kroto e Richard Smalley  - receberam o Prêmio Nobel de Química em 1996. [108] O interesse renovado resultante em novas formas levou à descoberta de mais alótropos exóticos, incluindo carbono vítreo , e a realização que o " carbono amorfo " não é estritamente amorfo .[37]

Produção

Grafite

Depósitos naturais comercialmente viáveis ​​de grafite ocorrem em muitas partes do mundo, mas as fontes mais importantes economicamente estão na China , Índia , Brasil e Coréia do Norte . Os depósitos de grafite são de origem metamórfica , encontrados em associação com quartzo , mica e feldspatos em xistos, gnaisses e arenitos metamorfoseados e calcários como lentes ou veios , por vezes com um metro ou mais de espessura. Depósitos de grafite em Borrowdale , Cumberland ,No início, a Inglaterra tinha tamanho e pureza suficientes para que, até o século 19, os lápis fossem feitos simplesmente serrando blocos de grafite natural em tiras antes de envolver as tiras em madeira. Hoje, depósitos menores de grafite são obtidos esmagando a rocha-mãe e flutuando a grafite mais leve na água. [109]

Existem três tipos de grafite natural - amorfo, floco ou floco cristalino e venoso ou caroço. Grafite amorfa é a qualidade mais baixa e mais abundante. Ao contrário da ciência, na indústria, "amorfo" refere-se a um tamanho de cristal muito pequeno, em vez de uma falta completa de estrutura de cristal. Amorfo é usado para produtos de grafite de baixo valor e é o grafite de menor preço. Grandes depósitos de grafite amorfo são encontrados na China, Europa, México e Estados Unidos. O grafite em flocos é menos comum e de qualidade superior do que o amorfo; ocorre como placas separadas que se cristalizaram na rocha metamórfica. O grafite em flocos pode custar quatro vezes o amorfo. Flocos de boa qualidade podem ser processados ​​em grafite expansível para muitos usos, como retardadores de chama. Os principais depósitos são encontrados na Áustria, Brasil, Canadá, China, Alemanha e Madagascar. A grafite em veias ou caroços é o tipo de grafite natural mais raro, valioso e da mais alta qualidade. Ocorre em veias ao longo de contatos intrusivos em caroços sólidos e só é extraído comercialmente no Sri Lanka. [109]

De acordo com o USGS , a produção mundial de grafite natural foi de 1,1 milhão de toneladas em 2010, para a qual a China contribuiu com 800.000 t, Índia 130.000 t, Brasil 76.000 t, Coreia do Norte 30.000 te Canadá 25.000 t. Nenhuma grafite natural foi extraída nos Estados Unidos, mas 118.000 t de grafite sintética com um valor estimado de $ 998 milhões foram produzidas em 2009. [109]

Diamante

Produção de diamantes em 2005

A cadeia de abastecimento de diamantes é controlada por um número limitado de empresas poderosas e também está altamente concentrada em um pequeno número de locais ao redor do mundo (veja a figura).

Apenas uma pequena fração do minério de diamante consiste em diamantes reais. O minério é britado, durante o qual deve-se tomar cuidado para evitar que diamantes maiores sejam destruídos neste processo e posteriormente as partículas são classificadas por densidade. Hoje, os diamantes estão localizados na fração de densidade rica em diamante com a ajuda da fluorescência de raios-X , após o que as etapas finais de classificação são feitas manualmente. Antes que o uso de raios X se tornasse comum, a separação era feita com correias de graxa; os diamantes têm uma tendência mais forte de grudar na graxa do que os outros minerais do minério. [110]

Historicamente, sabia-se que os diamantes eram encontrados apenas em depósitos aluviais no sul da Índia . [111] A Índia liderou o mundo na produção de diamantes desde a época de sua descoberta, aproximadamente no século 9 aC [112] até meados do século 18 dC, mas o potencial comercial dessas fontes havia se esgotado no final do século 18 e em naquela época, a Índia foi eclipsada pelo Brasil, onde os primeiros diamantes não indianos foram encontrados em 1725. [113]

A produção de diamantes de depósitos primários (kimberlitos e lamproíticos) só começou na década de 1870, após a descoberta dos campos de diamantes na África do Sul. A produção aumentou ao longo do tempo e agora um total acumulado de 4,5 bilhões de quilates foram extraídos desde aquela data. [114] Cerca de 20% desse montante foi extraído apenas nos últimos 5 anos e, durante os últimos dez anos, 9 novas minas começaram a ser produzidas, enquanto outras 4 estão esperando para serem abertas em breve. A maioria dessas minas está localizada no Canadá, Zimbábue, Angola e uma na Rússia. [114]

Nos Estados Unidos, os diamantes foram encontrados em Arkansas , Colorado e Montana . [115] [116] Em 2004, uma descoberta surpreendente de um diamante microscópico nos Estados Unidos [117] levou à amostragem em massa de tubos de kimberlito em janeiro de 2008 em uma parte remota de Montana . [118]

Hoje, os depósitos de diamantes mais comercialmente viáveis ​​estão na Rússia , Botswana , Austrália e República Democrática do Congo . [119] Em 2005, a Rússia produziu quase um quinto da produção global de diamantes, relata o British Geological Survey . A Austrália tem o tubo diamantífero mais rico, com produção atingindo níveis máximos de 42 toneladas métricas (41 toneladas longas; 46 toneladas curtas) por ano na década de 1990. [115] Também existem depósitos comerciais sendo explorados ativamente nos Territórios do Noroeste do Canadá , Sibéria (principalmente no território Yakutia ; por exemplo,Tubo Mir e tubo Udachnaya ), Brasil, e no norte e oeste da Austrália .

Formulários

As grafites das lapiseiras são feitas de grafite (geralmente misturado com argila ou pasta sintética).
Paus de videira e carvão comprimido
Um pano de fibras de carbono tecidas
Cristal simples de carboneto de silício
O Fulereno C 60 na forma cristalina
Fresas de topo de carboneto de tungstênio

O carbono é essencial para todos os sistemas vivos conhecidos e, sem ele, a vida como a conhecemos não poderia existir (ver bioquímica alternativa ). O principal uso econômico do carbono, além de alimentos e madeira, está na forma de hidrocarbonetos, mais notavelmente o combustível fóssil, gás metano e petróleo bruto (petróleo). O petróleo bruto é destilado em refinarias pela indústria petroquímica para produzir gasolina , querosene e outros produtos. A celulose é um polímero natural contendo carbono, produzido por plantas na forma de madeira , algodão , linhoe cânhamo . A celulose é usada principalmente para manter a estrutura das plantas. Os polímeros de carbono comercialmente valiosos de origem animal incluem , cashmere e seda . Os plásticos são feitos de polímeros de carbono sintéticos, geralmente com átomos de oxigênio e nitrogênio incluídos em intervalos regulares na cadeia principal do polímero. As matérias-primas para muitas dessas substâncias sintéticas vêm do petróleo bruto.

Os usos do carbono e seus compostos são extremamente variados. Pode formar ligas com o ferro , sendo o mais comum o aço carbono . O grafite é combinado com argilas para formar a 'liderança' usada em lápis usados ​​para escrever e desenhar . É também utilizado como lubrificante e pigmento , como material de moldagem na fabricação de vidros , em eletrodos para baterias secas e em galvanoplastia e eletroformação , em escovas paramotores elétricos e como moderador de nêutrons em reatores nucleares .

Carvão é utilizado como um material de desenho em obras de arte , de churrasco grelhar , de fundição do ferro , e em muitas outras aplicações. Madeira, carvão e óleo são usados ​​como combustível para produção de energia e aquecimento . Diamantes de qualidade gema são usados ​​em joias, e diamantes industriais são usados ​​em ferramentas de perfuração, corte e polimento para usinagem de metais e pedra. Os plásticos são feitos de hidrocarbonetos fósseis, e a fibra de carbono , feita pela pirólise de fibras de poliéster sintético, é usada para reforçar os plásticos para formar materiais compósitos avançados e leves .

A fibra de carbono é feita pela pirólise de filamentos extrudados e esticados de poliacrilonitrila (PAN) e outras substâncias orgânicas. A estrutura cristalográfica e as propriedades mecânicas da fibra dependem do tipo de material de partida e do processamento subsequente. As fibras de carbono feitas de PAN têm estrutura semelhante a filamentos estreitos de grafite, mas o processamento térmico pode reordenar a estrutura em uma folha laminada contínua. O resultado são fibras com maior resistência à tração específica do que o aço. [120]

O negro de fumo é usado como pigmento preto na tinta de impressão , tinta a óleo artística e aquarela, papel carbono , acabamentos automotivos, tinta nanquim e toner para impressora a laser . O negro de fumo também é usado como enchimento em produtos de borracha , como pneus e em compostos plásticos . O carvão ativado é usado como um absorvente e adsorvente em material de filtro em aplicações tão diversas como máscaras de gás , purificação de água ecozinha EXAUSTOR , e na medicina para absorver toxinas, venenos, ou gases do sistema digestivo . O carbono é usado na redução química em altas temperaturas. A coque é usada para reduzir o minério de ferro em ferro (fundição). O endurecimento do aço é obtido por aquecimento de componentes de aço acabados em pó de carbono. Carbonetos de silício , tungstênio , boro e titânio estão entre os materiais mais duros conhecidos e são usados ​​como abrasivosem ferramentas de corte e retificação. Os compostos de carbono constituem a maioria dos materiais usados ​​nas roupas, como tecidos naturais e sintéticos e couro , e quase todas as superfícies internas do ambiente construído, exceto vidro, pedra e metal.

Diamantes

A indústria de diamantes se enquadra em duas categorias: uma que lida com diamantes de grau gema e a outra, com diamantes de grau industrial. Embora exista um grande comércio em ambos os tipos de diamantes, os dois mercados funcionam de forma dramaticamente diferente.

Ao contrário dos metais preciosos , como ouro ou platina , os diamantes gemas não são comercializados como commodities : há um aumento substancial na venda de diamantes e não há um mercado muito ativo para revenda de diamantes.

Os diamantes industriais são avaliados principalmente por sua dureza e condutividade térmica, sendo as qualidades gemológicas de clareza e cor irrelevantes. Cerca de 80% dos diamantes extraídos (equivalente a cerca de 100 milhões de quilates ou 20 toneladas anuais) são inadequados para uso, pois as gemas são relegadas para uso industrial (conhecido como bort ) . [121] os diamantes sintéticos , inventados na década de 1950, encontraram aplicações industriais quase imediatas; 3 bilhões de quilates (600  toneladas ) de diamante sintético são produzidos anualmente. [122]

O uso industrial dominante do diamante é no corte, perfuração, retificação e polimento. A maioria dessas aplicações não requer diamantes grandes; na verdade, a maioria dos diamantes com qualidade de gema, exceto pelo seu pequeno tamanho, pode ser usada industrialmente. Os diamantes são embutidos em pontas de broca ou lâminas de serra, ou transformados em pó para uso em aplicações de retificação e polimento. [123] As aplicações especializadas incluem o uso em laboratórios como contenção para experimentos de alta pressão (ver célula de bigorna de diamante ), rolamentos de alto desempenho e uso limitado em janelas especializadas . [124] [125]Com os avanços contínuos na produção de diamantes sintéticos, novas aplicações estão se tornando viáveis. Muito entusiasmado é o possível uso do diamante como um semicondutor adequado para microchips e, por causa de sua excepcional propriedade de condutância de calor, como um dissipador de calor em eletrônica . [126]

Precauções

Trabalhador na fábrica de negro de fumo em Sunray, Texas (foto de John Vachon , 1942)

O carbono puro tem toxicidade extremamente baixa para os humanos e pode ser manuseado com segurança na forma de grafite ou carvão. É resistente à dissolução ou ataque químico, mesmo no conteúdo ácido do trato digestivo. Conseqüentemente, uma vez que penetra nos tecidos do corpo, é provável que permaneça lá indefinidamente. O negro de carbono foi provavelmente um dos primeiros pigmentos a ser usado para tatuagem , e Ötzi, o Homem de Gelo, descobriu que tinha tatuagens de carbono que sobreviveram durante sua vida e por 5.200 anos após sua morte. [127] A inalação de pó de carvão ou fuligem (negro de fumo) em grandes quantidades pode ser perigosa, irritando os tecidos pulmonares e causando doença pulmonar congestiva ,pneumoconiose do trabalhador do carvão . O pó de diamante usado como abrasivo pode ser prejudicial se ingerido ou inalado. Micropartículas de carbono são produzidas na fumaça do escapamento de motores a diesel e podem se acumular nos pulmões. [128] Nestes exemplos, o dano pode resultar de contaminantes (por exemplo, produtos químicos orgânicos, metais pesados) e não do próprio carbono.

O carbono geralmente tem baixa toxicidade para a vida na Terra ; mas as nanopartículas de carbono são mortais para a Drosophila . [129]

O carbono pode queimar com vigor e brilho na presença de ar em altas temperaturas. Grandes acumulações de carvão, que permaneceram inertes por centenas de milhões de anos na ausência de oxigênio, podem entrar em combustão espontânea quando expostas ao ar em depósitos de resíduos de minas de carvão, porões de carga de navios e depósitos de carvão, [130] [131] e depósitos de armazenamento .

Em aplicações nucleares onde o grafite é usado como moderador de nêutrons , pode ocorrer o acúmulo de energia de Wigner seguido por uma liberação repentina e espontânea. O recozimento a pelo menos 250 ° C pode liberar a energia com segurança, embora no incêndio do Windscale o procedimento tenha dado errado, causando a combustão de outros materiais do reator.

A grande variedade de compostos de carbono incluem tais venenos letais como tetrodotoxina , a lectina de ricina a partir de sementes da planta de óleo de rícino Ricinus communis , cianeto (CN - ), e monóxido de carbono ; e coisas essenciais para a vida, como glicose e proteína .

Veja também

  • Chauvinismo de carbono
  • Detonação de carbono
  • Pegada de carbono
  • Estrela de carbono
  • Economia de baixo carbono
  • Linha do tempo dos nanotubos de carbono

Referências

  1. ^ Lide, DR, ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86ª ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
  2. ^ a b Haaland, D (1976). "Pressão de ponto triplo de grafite-líquido-vapor e a densidade do carbono líquido". Carbono . 14 (6): 357–361. doi : 10.1016 / 0008-6223 (76) 90010-5 .
  3. ^ a b Savvatimskiy, A (2005). "Medições do ponto de fusão da grafite e as propriedades do carbono líquido (uma revisão para 1963–2003)". Carbono . 43 (6): 1115–1142. doi : 10.1016 / j.carbon.2004.12.027 .
  4. ^ "Espectroscopia com Transformada de Fourier da Transição Eletrônica do Radical Livre CCI Resfriado a Jato" (PDF) . Página visitada em 2007-12-06 .
  5. ^ "Espectroscopia com Transformada de Fourier do Sistema de CP" (PDF) . Página visitada em 2007-12-06 .
  6. ^ "Carbono: compostos binários" . Página visitada em 2007-12-06 .
  7. ^ a b c d e Propriedades do diamante , Ioffe Institute Database
  8. ^ "Propriedades do material - Materiais diversos" . www.nde-ed.org . Retirado em 12 de novembro de 2016 .
  9. ^ Susceptibilidade magnética dos elementos e compostos inorgânicos , em Handbook of Chemistry and Physics 81ª edição, CRC press.
  10. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Manual de Química e Física . Boca Raton, Flórida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 978-0-8493-0464-4.
  11. ^ "História do Carbono e Materiais de Carbono - Centro de Pesquisa de Energia Aplicada - Universidade de Kentucky" . Caer.uky.edu . Página visitada em 12-09-2008 .
  12. ^ Senese, Fred (09/09/2000). "Quem descobriu o carbono?" . Frostburg State University . Página visitada em 2007-11-24 .
  13. ^ "carbon | Fatos, usos e propriedades" . Encyclopedia Britannica . Arquivado do original em 24/10/2017.
  14. ^ "carbono" . Enciclopédia Britannica .
  15. ^ a b c "Carbono - isótopos de ocorrência natural" . Tabela Periódica WebElements. Arquivado do original em 2008-09-08 . Página visitada em 2008-10-09 .
  16. ^ "História do Carbono" . Arquivado do original em 01/11/2012 . Retirado 2013-01-10 .
  17. ^ Reece, Jane B. (31 de outubro de 2013). Campbell Biology (10 ed.). Pearson . ISBN 9780321775658.
  18. ^ a b "Mundo do carbono - Nano-visulisation interativo na educação da ciência & da engenharia (IN-VSEE)" . Arquivado do original em 31/05/2001 . Página visitada em 2008-10-09 .
  19. ^ a b Operações da química (15 de dezembro de 2003). "Carbono" . Laboratório Nacional de Los Alamos. Arquivado do original em 13/09/2008 . Página visitada em 2008-10-09 .
  20. ^ Deming, Anna (2010). "Rei dos elementos?" . Nanotecnologia . 21 (30): 300201. bibcode : 2010Nanot..21D0201D . doi : 10.1088 / 0957-4484 / 21/30/300201 . PMID 20664156 . 
  21. ^ Greenville Whittaker, A. (1978). “O polêmico ponto triplo do carbono sólido-líquido-vapor”. Nature . 276 (5689): 695–696. Bibcode : 1978Natur.276..695W . doi : 10.1038 / 276695a0 . S2CID 4362313 . 
  22. ^ Zazula, JM (1997). "Em transformações de grafite em alta temperatura e pressão induzidas pela absorção do feixe do LHC" (PDF) . CERN. Arquivado (PDF) do original em 25/03/2009 . Página visitada em 06/06/2009 .
  23. ^ a b Greenwood e Earnshaw, pp. 289–292.
  24. ^ Greenwood e Earnshaw, pp. 276–278.
  25. ^ Irifune, Tetsuo; Kurio, Ayako; Sakamoto, Shizue; Inoue, Toru; Sumiya, Hitoshi (2003). "Materiais: Diamante policristalino ultra-duro de grafite". Nature . 421 (6923): 599–600. Bibcode : 2003Natur.421..599I . doi : 10.1038 / 421599b . PMID 12571587 . S2CID 52856300 .  
  26. ^ Dienwiebel, Martin; Verhoeven, Gertjan; Pradeep, Namboodiri; Frenken, Joost; Heimberg, Jennifer; Zandbergen, Henny (2004). "Superlubricity of Graphite" (PDF) . Cartas de revisão física . 92 (12): 126101. Bibcode : 2004PhRvL..92l6101D . doi : 10.1103 / PhysRevLett.92.126101 . PMID 15089689 . Arquivado (PDF) do original em 17/09/2011.  
  27. ^ Deprez, N .; McLachan, DS (1988). "A análise da condutividade elétrica da condutividade de grafite de pós de grafite durante a compactação". Journal of Physics D: Applied Physics . 21 (1): 101–107. Bibcode : 1988JPhD ... 21..101D . doi : 10.1088 / 0022-3727 / 21/1/015 .
  28. ^ Collins, AT (1993). "As propriedades ópticas e eletrônicas do diamante semicondutor". Philosophical Transactions da Royal Society A . 342 (1664): 233–244. Bibcode : 1993RSPTA.342..233C . doi : 10.1098 / rsta.1993.0017 . S2CID 202574625 . 
  29. ^ Delhaes, P. (2001). Grafite e precursores . CRC Press. ISBN 978-90-5699-228-6.
  30. ^ a b c Unwin, Peter. "Fulerenos (uma visão geral)" . Arquivado do original em 01-12-2007 . Página visitada em 2007-12-08 .
  31. ^ a b Ebbesen, TW, ed. (1997). Nanotubos de carbono - preparação e propriedades . Boca Raton, Flórida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-9602-1.
  32. ^ a b Dresselhaus, MS; Dresselhaus, G .; Avouris, Ph., Eds. (2001). Nanotubos de carbono: síntese, estruturas, propriedades e aplicações . Tópicos em Física Aplicada . 80 . Berlim. ISBN 978-3-540-41086-7.
  33. ^ a b Nasibulin, Albert G .; Pikhitsa, PV; Jiang, H .; Brown, DP; Krasheninnikov, AV; Anisimov, AS; Queipo, P .; Moisala, A .; et al. (2007). "Um novo material de carbono híbrido" . Nature Nanotechnology . 2 (3): 156–161. Bibcode : 2007NatNa ... 2..156N . doi : 10.1038 / nnano.2007.37 . PMID 18654245 . S2CID 6447122 .  
  34. ^ Nasibulin, A .; Anisimov, Anton S .; Pikhitsa, Peter V .; Jiang, Hua; Brown, David P .; Choi, Mansoo; Kauppinen, Esko I. (2007). "Investigações da formação do NanoBud". Cartas de Física Química . 446 (1): 109-114. Bibcode : 2007CPL ... 446..109N . doi : 10.1016 / j.cplett.2007.08.050 .
  35. ^ Vieira, R; Ledoux, Marc-Jacques; Pham-Huu, Cuong (2004). "Síntese e caracterização de nanofibras de carbono com conformação macroscópica formado por decomposição catalítica de C 2 H 6 / H 2 catalisador de níquel sobre". Catálise Aplicada A: Geral . 274 (1–2): 1–8. doi : 10.1016 / j.apcata.2004.04.008 .
  36. ^ a b Clifford, Frondel; Marvin, Ursula B. (1967). "Lonsdaleita, um novo polimorfo hexagonal do diamante". Nature . 214 (5088): 587–589. Bibcode : 1967Natur.214..587F . doi : 10.1038 / 214587a0 . S2CID 4184812 . 
  37. ^ a b c Harris, PJF (2004). "Estrutura relacionada ao fulereno de carbonos vítreos comerciais" (PDF) . Revista Filosófica . 84 (29): 3159–3167. Bibcode : 2004PMag ... 84.3159H . CiteSeerX 10.1.1.359.5715 . doi : 10.1080 / 14786430410001720363 . Arquivado do original (PDF) em 19/03/2012 . Página visitada em 06-07-2011 .  
  38. ^ Rode, AV; Hyde, ST; Gamaly, EG; Elliman, RG; McKenzie, DR; Bulcock, S. (1999). "Análise estrutural de uma espuma de carbono formada por ablação a laser de alta taxa de pulso". Física Aplicada A: Ciência e Processamento de Materiais . 69 (7): S755 – S758. Bibcode : 1999ApPhA..69S.755R . doi : 10.1007 / s003390051522 . S2CID 96050247 . 
  39. ^ a b c Heimann, Robert Bertram; Evsyukov, Sergey E. & Kavan, Ladislav (28 de fevereiro de 1999). Carbyne e estruturas carbynoid . Springer. pp. 1–. ISBN 978-0-7923-5323-2. Arquivado do original em 23 de novembro de 2012 . Página visitada em 06/06/2011 .
  40. ^ Lee, C .; Wei, X .; Kysar, JW; Hone, J. (2008). "Medição das propriedades elásticas e resistência intrínseca do grafeno monocamada". Ciência . 321 (5887): 385–8. Bibcode : 2008Sci ... 321..385L . doi : 10.1126 / science.1157996 . PMID 18635798 . S2CID 206512830 . Resumo da postura .  
  41. ^ Sanderson, Bill (2008-08-25). "As coisas mais difíceis conhecidas pelo homem: a descoberta abre as portas do elevador espacial" . nypost.com. Arquivado do original em 06/09/2008 . Página visitada em 2008-10-09 .
  42. ^ Jin, Zhong; Lu, Wei; O'Neill, Kevin J .; Parilla, Philip A .; Simpson, Lin J .; Kittrell, Carter; Tour, James M. (22/02/2011). "Nano-Engineered Spacing in Graphene Sheets for Hydrogen Storage". Química de Materiais . 23 (4): 923–925. doi : 10,1021 / cm1025188 . ISSN 0897-4756 . 
  43. ^ Jenkins, Edgar (1973). O polimorfismo de elementos e compostos . Taylor e Francis. p. 30. ISBN 978-0-423-87500-3. Arquivado do original em 23/11/2012 . Página visitada em 01-05-2011 .
  44. ^ Rossini, FD; Jessup, RS (1938). "Calor e energia livre de formação de dióxido de carbono e da transição entre grafite e diamante" . Journal of Research do National Bureau of Standards . 21 (4): 491. doi : 10.6028 / jres.021.028 .
  45. ^ Grochala, Wojciech (01-04-2014). "Diamante: Estado eletrônico do carbono em temperaturas próximas de 0 K". Edição internacional de Angewandte Chemie . 53 (14): 3680–3683. doi : 10.1002 / anie.201400131 . ISSN 1521-3773 . PMID 24615828 . S2CID 13359849 .   
  46. ^ White, Mary Anne ; Kahwaji, Samer; Freitas, Vera LS; Siewert, Riko; Weatherby, Joseph A .; Ribeiro da Silva, Maria DMC; Verevkin, Sergey P .; Johnson, Erin R .; Zwanziger, Josef W. (2021). "A estabilidade térmica relativa do diamante e da grafite". Edição internacional de Angewandte Chemie . 60 : 1546–1549. doi : 10.1002 / anie.202009897 .
  47. ^ Schewe, Phil & Stein, Ben (26 de março de 2004). "Nanofoam de carbono é o primeiro ímã de carbono puro do mundo" . Atualização de notícias de física . 678 (1). Arquivado do original em 7 de março de 2012.
  48. ^ Itzhaki, Lior; Altus, Eli; Basch, Harold; Hoz, Shmaryahu (2005). "Harder than Diamond: Determining the Cross-Section Area and Young's Modulus of Molecular Rods". Angew. Chem. Int. Ed . 44 (45): 7432–5. doi : 10.1002 / anie.200502448 . PMID 16240306 . 
  49. ^ "Pesquisadores encontram nova fase de carbono, façam diamante à temperatura ambiente" . news.ncsu.edu . 30/11/2015. Arquivado do original em 06/04/2016 . Página visitada em 06-04-2016 .
  50. ^ Rabie, Passant (6 de julho de 2020). "Astrônomos encontraram a fonte da vida no universo" . Inverso . Página visitada em 7 de julho de 2020 .
  51. ^ Marigo, Paola; et al. (6 de julho de 2020). "Formação de estrelas de carbono como vista através da relação de massa inicial-final não monotônica" . Nature Astronomy . 152 . arXiv : 2007.04163 . doi : 10.1038 / s41550-020-1132-1 . S2CID 220403402 . Página visitada em 7 de julho de 2020 . 
  52. ^ a b c Hoover, Rachel (21 de fevereiro de 2014). "Precisa rastrear nanopartículas orgânicas em todo o universo? A NASA tem um aplicativo para isso" . NASA . Arquivado do original em 6 de setembro de 2015 . Página visitada em 22/02/2014 .
  53. ^ Lauretta, DS; McSween, HY (2006). Meteoritos e o Sistema Solar Primitivo II . Série de ciência espacial. University of Arizona Press. p. 199. ISBN 978-0-8165-2562-1. Arquivado do original em 2017-11-22 . Recuperado em 07-05-2017 .
  54. ^ Mark, Kathleen (1987). Crateras de meteoritos . University of Arizona Press. ISBN 978-0-8165-0902-7.
  55. ^ "Banco de dados online rastreia nanopartículas orgânicas em todo o universo" . Sci Tech Daily . 24 de fevereiro de 2014. Arquivado do original em 18 de março de 2015 . Retirado 2015-03-10 .
  56. ^ William F McDonough A composição da Terra Arquivada em 2011-09-28 na Wayback Machine em Majewski, Eugeniusz (2000). Termodinâmica de terremotos e transformação de fase no interior da Terra . ISBN 978-0126851854.
  57. ^ Yinon Bar-On; et al. (19 de junho de 2018). "A distribuição da biomassa na Terra" . PNAS . 115 (25): 6506–6511. doi : 10.1073 / pnas.1711842115 . PMC 6016768 . PMID 29784790 .  
  58. ^ Fred Pearce (15/02/2014). “Fogo no buraco: Depois do fracking vem o carvão” . New Scientist . 221 (2956): 36–41. Bibcode : 2014NewSc.221 ... 36P . doi : 10.1016 / S0262-4079 (14) 60331-6 . Arquivado do original em 16/03/2015.
  59. ^ "Wonderfuel: Bem-vindo à era do gás não convencional" Arquivado em 2014-12-09 na Wayback Machine por Helen Knight, New Scientist , 12 de junho de 2010, pp. 44-7.
  60. ^ Estoques de metano do oceano 'exagerados' Arquivado em 2013-04-25 na Wayback Machine , BBC, 17 de fevereiro de 2004.
  61. ^ "Gelo em chamas: o próximo combustível fóssil" Arquivado em 2015-02-22 na Wayback Machine por Fred Pearce , New Scientist , 27 de junho de 2009, pp. 30–33.
  62. ^ Calculado a partir do arquivo global.1751_2008.csv em "Índice de / ftp / ndp030 / CSV-FILES" . Arquivado do original em 22/10/2011 . Página visitada em 06-11-2011 .do Centro de Análise de Informações de Dióxido de Carbono .
  63. ^ Rachel Gross (21 de setembro de 2013). "Profundo e úmido misterioso" . New Scientist : 40–43. Arquivado do original em 21/09/2013.
  64. ^ Stefanenko, R. (1983). Tecnologia de mineração de carvão: teoria e prática . Society for Mining Metalurgy. ISBN 978-0-89520-404-2.
  65. ^ Kasting, James (1998). "O ciclo do carbono, o clima e os efeitos de longo prazo da queima de combustível fóssil" . Conseqüências: a natureza e a implicação das mudanças ambientais . 4 (1). Arquivado do original em 24/10/2008.
  66. ^ "Formação de carbono-14" . Arquivado do original em 1º de agosto de 2015 . Página visitada em 13 de outubro de 2014 .
  67. ^ Aitken, MJ (1990). Datação baseada na ciência em Arqueologia . pp. 56–58. ISBN 978-0-582-49309-4.
  68. ^ Nichols, Charles R. "Voltatile Products from Carbonaceous Asteroids" (PDF) . UAPress.Arizona.edu . Arquivado do original (PDF) em 2 de julho de 2016 . Retirado em 12 de novembro de 2016 .
  69. ^ Gannes, Leonard Z .; Del Rio, Carlos Martı́nez; Koch, Paul (1998). "Variações de abundância natural em isótopos estáveis ​​e seus usos potenciais na ecologia fisiológica animal". Bioquímica e Fisiologia Comparada - Parte A: Fisiologia Molecular e Integrativa . 119 (3): 725–737. doi : 10.1016 / S1095-6433 (98) 01016-2 . PMID 9683412 . 
  70. ^ "Definições oficiais da unidade SI" . Arquivado do original em 14/10/2007 . Página visitada em 2007-12-21 .
  71. ^ Bowman, S. (1990). Interpretando o passado: datação por radiocarbono . British Museum Press. ISBN 978-0-7141-2047-8.
  72. ^ Brown, Tom (1º de março de 2006). "Carbono se fecha em círculo na Amazônia" . Laboratório Nacional Lawrence Livermore. Arquivado do original em 22 de setembro de 2008 . Página visitada em 2007-11-25 .
  73. ^ Libby, WF (1952). Datação por radiocarbono . Chicago University Press e suas referências.
  74. ^ Westgren, A. (1960). "O Prêmio Nobel de Química 1960" . Fundação Nobel. Arquivado do original em 25/10/2007 . Página visitada em 2007-11-25 .
  75. ^ "Usar consulta para carbono-8" . barwinski.net. Arquivado do original em 07/02/2005 . Página visitada em 2007-12-21 .
  76. ^ Watson, A. (1999). "Irradiando para os cantos escuros da cozinha nuclear". Ciência . 286 (5437): 28–31. doi : 10.1126 / science.286.5437.28 . S2CID 117737493 . 
  77. ^ Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (1997). " Avaliação das propriedades nucleares e de decaimento do N UBASE " (PDF) . Nuclear Physics A . 624 (1): 1–124. Bibcode : 1997NuPhA.624 .... 1A . doi : 10.1016 / S0375-9474 (97) 00482-X . Arquivado do original (PDF) em 23/09/2008.
  78. ^ Ostlie, Dale A. & Carroll, Bradley W. (2007). Uma introdução à astrofísica estelar moderna . São Francisco (CA): Addison Wesley. ISBN 978-0-8053-0348-3.
  79. ^ Whittet, Douglas CB (2003). Poeira no ambiente galáctico . CRC Press . pp. 45–46. ISBN 978-0-7503-0624-9.
  80. ^ Pikelʹner, Solomon Borisovich (1977). Formação de estrelas . Springer. p. 38. ISBN 978-90-277-0796-3. Arquivado do original em 23/11/2012 . Página visitada em 06/06/2011 .
  81. ^ Falkowski, P .; Scholes, RJ; Boyle, E .; Canadell, J .; Canfield, D .; Elser, J .; Gruber, N .; Hibbard, K .; et al. (2000). "O Ciclo Global do Carbono: Um Teste de Nosso Conhecimento da Terra como Sistema". Ciência . 290 (5490): 291–296. Bibcode : 2000Sci ... 290..291F . doi : 10.1126 / science.290.5490.291 . PMID 11030643 . S2CID 1779934 .  
  82. ^ Smith, TM; Cramer, WP; Dixon, RK; Leemans, R .; Neilson, RP; Solomon, AM (1993). “O ciclo global do carbono terrestre”. Poluição da Água, do Ar e do Solo . 70 (1–4): 19–37. Bibcode : 1993WASP ... 70 ... 19S . doi : 10.1007 / BF01104986 . S2CID 97265068 . 
  83. ^ Burrows, A .; Holman, J .; Parsons, A .; Pilling, G .; Price, G. (2017). Química3: Introdução à Química Inorgânica, Orgânica e Física . Imprensa da Universidade de Oxford. p. 70. ISBN 978-0-19-873380-5. Arquivado do original em 2017-11-22 . Recuperado em 07-05-2017 .
  84. ^ Levine, Joel S .; Augustsson, Tommy R .; Natarajan, Murali (1982). "A paleoatmosfera prebiológica: estabilidade e composição". Origens da Vida e Evolução das Biosferas . 12 (3): 245–259. Bibcode : 1982OrLi ... 12..245L . doi : 10.1007 / BF00926894 . PMID 7162799 . S2CID 20097153 .  
  85. ^ Loerting, T .; et al. (2001). "Sobre a surpreendente estabilidade cinética do ácido carbônico". Angew. Chem. Int. Ed . 39 (5): 891–895. doi : 10.1002 / (SICI) 1521-3773 (20000303) 39: 5 <891 :: AID-ANIE891> 3.0.CO; 2-E . PMID 10760883 . 
  86. ^ Haldane J. (1895). “A ação do óxido carbônico no homem” . Journal of Physiology . 18 (5–6): 430–462. doi : 10.1113 / jphysiol.1895.sp000578 . PMC 1514663 . PMID 16992272 .  
  87. ^ Gorman, D .; Drewry, A .; Huang, YL; Sames, C. (2003). A toxicologia clínica do monóxido de carbono ". Toxicologia . 187 (1): 25–38. doi : 10.1016 / S0300-483X (03) 00005-2 . PMID 12679050 . 
  88. ^ "Compostos de carbono: subóxido de carbono" . Arquivado do original em 2007-12-07 . Página visitada em 2007-12-03 .
  89. ^ Bayes, K. (1961). "Photolysis of Carbon Suboxide". Journal of the American Chemical Society . 83 (17): 3712–3713. doi : 10.1021 / ja01478a033 .
  90. ^ Anderson DJ; Rosenfeld, RN (1991). "Photodissociation of Carbon Suboxide". Journal of Chemical Physics . 94 (12): 7852–7867. Bibcode : 1991JChPh..94.7857A . doi : 10.1063 / 1.460121 .
  91. ^ Sabin, JR; Kim, H. (1971). "Um estudo teórico da estrutura e propriedades do trióxido de carbono". Cartas de Física Química . 11 (5): 593–597. Bibcode : 1971CPL .... 11..593S . doi : 10.1016 / 0009-2614 (71) 87010-0 .
  92. ^ Moll NG; Clutter DR; Thompson WE (1966). "Trióxido de carbono: sua produção, espectro infravermelho e estrutura estudada em uma matriz de CO 2 sólido ". Journal of Chemical Physics . 45 (12): 4469–4481. Bibcode : 1966JChPh..45.4469M . doi : 10.1063 / 1.1727526 .
  93. ^ a b Fatiadi, Alexander J .; Isbell, Horace S .; Sager, William F. (1963). "Cyclic Polyhydroxy Ketones. I. Oxidation Products of Hexahydroxybenzene (Benzenehexol)" (PDF) . Jornal da pesquisa do National Bureau of Standards Seção A . 67A (2): 153–162. doi : 10.6028 / jres.067A.015 . PMC 6640573 . PMID 31580622 . Arquivado do original (PDF) em 25/03/2009 . Página visitada em 2009-03-21 .   
  94. ^ Pauling, L. (1960). The Nature of the Chemical Bond (3ª ed.). Ithaca, NY: Cornell University Press. p. 93 . ISBN 978-0-8014-0333-0.
  95. ^ Greenwood e Earnshaw, pp. 297-301
  96. ^ Scherbaum, Franz; et al. (1988). " " Aurophilicity "como consequência dos efeitos relativísticos: Dicação de Hexakis (trifenilfosfaneaurio) metano [(Ph 3 PAu) 6 C] 2+ ". Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 27 (11): 1544–1546. doi : 10.1002 / anie.198815441 .
  97. ^ Ritter, Stephen K. "Seis ligações ao carbono: Confirmado" . Notícias de Química e Engenharia . Arquivado do original em 09/01/2017.
  98. ^ Yamashita, Makoto; Yamamoto, Yohsuke; Akiba, Kin-ya; Hashizume, Daisuke; Iwasaki, Fujiko; Takagi, Nozomi; Nagase, Shigeru (01/03/2005). "Sínteses e Estruturas de Compostos de Carbono e Boro Pentacoordenados Hipervalentes com um Esqueleto de Antraceno - Elucidação da Interação Hipervalente Baseada em Análise de Raios-X e Cálculo DFT". Journal of the American Chemical Society . 127 (12): 4354–4371. doi : 10.1021 / ja0438011 . ISSN 0002-7863 . PMID 15783218 .  
  99. ^ Shorter Oxford English Dictionary, Oxford University Press
  100. ^ "Os chineses fizeram o primeiro uso do diamante" . BBC News . 17 de maio de 2005. Arquivado do original em 20 de março de 2007 . Página visitada em 2007-03-21 .
  101. ^ van der Krogt, Peter. "Carbonium / Carbon at Elementymology & Elements Multidict" . Arquivado do original em 23/01/2010 . Obtido em 06-01-2010 .
  102. ^ Ferchault de Réaumur, R.-A. (1722). L'art de convertir le fer for for for en acier, et l'art d'adoucir le fer fondu, ou de faire des ouvrages de fer fondu aussi finis que le fer for forjado (tradução inglesa de 1956) . Paris, Chicago.
  103. ^ "Carbono" . Canadá se conecta. Arquivado do original em 27/10/2010 . Página visitada em 07-12-2010 .
  104. ^ Senese, Fred. "Quem descobriu o carbono?" . Frostburg State University. Arquivado do original em 2007-12-07 . Página visitada em 2007-11-24 .
  105. ^ Giolitti, Federico (1914). A Cimentação de Ferro e Aço . McGraw-Hill Book Company, inc.
  106. ^ Senese, Fred (09/09/2000). “Quem descobriu o carbono” . Frostburg State University. Arquivado do original em 2007-12-07 . Página visitada em 2007-11-24 .
  107. ^ Kroto, HW; Heath, JR; O'Brien, SC; Curl, RF; Smalley, RE (1985). "C 60 : Buckminsterfullerene". Nature . 318 (6042): 162–163. Bibcode : 1985Natur.318..162K . doi : 10.1038 / 318162a0 . S2CID 4314237 . 
  108. ^ "O Prêmio Nobel de Química 1996" por sua descoberta dos fulerenos " " . Arquivado do original em 11/10/2007 . Página visitada em 2007-12-21 .
  109. ^ a b c USGS Minerals Yearbook: Graphite, 2009 arquivado 2008-09-16 na máquina do Wayback e na grafite: Mineral Commodity Summaries 2011
  110. ^ Harlow, GE (1998). A natureza dos diamantes . Cambridge University Press. p. 223. ISBN 978-0-521-62935-5.
  111. ^ Catelle, WR (1911). O diamante . John Lane Company. p. 159. discussão sobre diamantes aluviais na Índia e em outros lugares, bem como as primeiras descobertas
  112. ^ Ball, V. (1881). Diamantes, ouro e carvão da Índia . Londres, Truebner & Co.Ball era um geólogo no serviço britânico. Capítulo I, Página 1
  113. ^ Hershey, JW (1940). O livro dos diamantes: seu curioso saber, propriedades, testes e fabricação sintética . Kessinger Pub Co. p. 28. ISBN 978-1-4179-7715-4.
  114. ^ a b Janse, AJA (2007). "Produção global de diamantes em bruto desde 1870". Gemas e Gemologia . XLIII (verão de 2007): 98-119. doi : 10.5741 / GEMS.43.2.98 .
  115. ^ a b Lorenz, V. (2007). "Argyle na Austrália Ocidental: O tubo diamantífero mais rico do mundo; seu passado e futuro". Gemmologie, Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft . 56 (1/2): 35–40.
  116. ^ "Diamante microscópico encontrado em Montana" . The Montana Standard . 17/10/2004. Arquivado do original em 21/01/2005 . Página visitada em 2008-10-10 .
  117. ^ Cooke, Sarah (2004-10-19). "Diamante microscópico encontrado em Montana" . Livescience.com. Arquivado do original em 05/07/2008 . Página visitada em 12-09-2008 .
  118. ^ "Delta News / Press Releases / Publications" . Deltamine.com. Arquivado do original em 26/05/2008 . Página visitada em 12-09-2008 .
  119. ^ Marshall, Stephen; Shore, Josh (22/10/2004). "The Diamond Life" . Rede de notícias da Guerrilha. Arquivado do original em 09/06/2008 . Página visitada em 2008-10-10 .
  120. ^ Cantwell, WJ; Morton, J. (1991). “A resistência ao impacto dos materiais compósitos - uma revisão”. Compósitos . 22 (5): 347–62. doi : 10.1016 / 0010-4361 (91) 90549-V .
  121. ^ Holtzapffel, cap. (1856). Torneamento E Manipulação Mecânica . Charles Holtzapffel. Arquivo da Internet arquivado em 26/03/2016 na máquina Wayback
  122. ^ "Estatísticas e informações dos diamantes industriais" . Pesquisa Geológica dos Estados Unidos. Arquivado do original em 06/05/2009 . Página visitada em 05-05-2009 .
  123. ^ Coelho, RT; Yamada, S .; Aspinwall, DK; Wise, MLH (1995). "A aplicação de materiais de ferramentas de diamante policristalino (PCD) ao perfurar e escarear ligas à base de alumínio, incluindo MMC". Jornal Internacional de Máquinas-Ferramentas e Fabricação . 35 (5): 761–774. doi : 10.1016 / 0890-6955 (95) 93044-7 .
  124. ^ Harris, DC (1999). Materiais para janelas e domos infravermelhos: propriedades e desempenho . SPIE Press. pp. 303–334. ISBN 978-0-8194-3482-1.
  125. ^ Nusinovich, GS (2004). Introdução à física dos girotrons . JHU Press. p. 229. ISBN 978-0-8018-7921-0.
  126. ^ Sakamoto, M .; Endriz, JG; Scifres, DR (1992). "Potência de saída de 120 W CW do arranjo de diodo laser monolítico AlGaAs (800 nm) montado no dissipador de calor de diamante". Cartas de eletrônicos . 28 (2): 197–199. Bibcode : 1992ElL .... 28..197S . doi : 10.1049 / el: 19920123 .
  127. ^ Dorfer, Leopold; Moser, M .; Spindler, K .; Bahr, F .; Egarter-Vigl, E .; Dohr, G. (1998). "Acupuntura de 5200 anos na Europa Central?". Ciência . 282 (5387): 242–243. Bibcode : 1998Sci ... 282..239D . doi : 10.1126 / science.282.5387.239f . PMID 9841386 . S2CID 42284618 .  
  128. ^ Donaldson, K .; Stone, V .; Clouter, A .; Renwick, L .; MacNee, W. (2001). "Partículas ultrafinas" . Medicina Ocupacional e Ambiental . 58 (3): 211–216. doi : 10.1136 / oem.58.3.211 . PMC 1740105 . PMID 11171936 .  
  129. ^ Nanopartículas de carbono tóxicas para moscas da fruta adultas, mas benignas para os jovens, arquivado em 2011-11-02 na Wayback Machine ScienceDaily (17 de agosto de 2009)
  130. ^ "Press Release - Titanic Disaster: New Theory Fingers Coal Fire" . www.geosociety.org . Arquivado do original em 14/04/2016 . Página visitada em 06-04-2016 .
  131. ^ McSherry, Patrick. "Fogo no bunker de carvão" . www.spanamwar.com . Arquivado do original em 23/03/2016 . Página visitada em 06-04-2016 .

Bibliografia

  • Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química dos Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.

links externos

  • Carbon on In Our Time na BBC
  • Carbono na Tabela Periódica de Vídeos (University of Nottingham)
  • Carbono na Britannica
  • Página de Carbono extensa em asu.edu
  • Usos eletroquímicos do carbono
  • Carbono - Super Stuff. Animação com som e modelos 3D interativos.