Quão bem você conhece a tabela periódica? Nossa série The Elements explora os blocos fundamentais do universo observável – e sua relevância para a sua vida – um por um.
Pode ser brilhante e difícil. Pode ser suave e escamoso. Pode parecer uma bola de futebol. O carbono é a espinha dorsal de toda coisa viva – e ainda assim pode causar o fim da vida na Terra como a conhecemos. Como pode um pedaço de carvão e um diamante brilhante ser composto do mesmo material? Aqui estão oito coisas que você provavelmente não sabia sobre carbono.
1. É O “TAPE DUTO DA VIDA”.
Está em todos os seres vivos, e em bastantes outros mortos. “A água pode ser o solvente do universo”, escreve Natalie Angier na sua clássica introdução à ciência, The Canon, “mas o carbono é a fita adesiva da vida”. Não é só fita adesiva de carbono, é uma fita adesiva dos diabos. Ela liga átomos uns aos outros, formando humanos, animais, plantas e rochas. Se brincarmos com ela, podemos coaxá-la em plásticos, tintas e todo o tipo de químicos.
2. É UM DOS ELEMENTOS MAIS ABUNDANTES NO UNIVERSO.
Senta-se mesmo no topo da tabela periódica, encravada entre o boro e o nitrogénio. Número atômico 6, sinal químico C. Seis prótons, seis nêutrons, seis elétrons. É o quarto elemento mais abundante no universo, depois do hidrogênio, hélio e oxigênio, e o 15º na crosta terrestre. Enquanto se acredita que seus primos mais antigos, hidrogênio e hélio, foram formados durante o tumulto do Big Bang, acredita-se que o carbono seja proveniente de um acúmulo de partículas alfa em explosões de supernovas, um processo chamado de supernova nucleossíntese.
3. É NAMADO APÓS o CARVÃO.
Embora os humanos tenham conhecido o carbono como carvão e, depois da queima, durante milhares de anos, foi Antoine Lavoisier que, em 1772, mostrou que era, de facto, uma entidade química única. Lavoisier usou um instrumento que focava os raios solares usando lentes que tinham um diâmetro de cerca de quatro pés. Ele usou o aparelho, chamado de forno solar, para queimar um diamante em um frasco de vidro. Ao analisar os resíduos encontrados no frasco, ele foi capaz de mostrar que o diamante era composto apenas de carbono. Lavoisier listou-o pela primeira vez como um elemento em seu livro Traité Élémentaire de Chimie, publicado em 1789. O nome carbono deriva do charão francês, ou carvão.
4. ADORA A BOND.
Pode formar quatro ligações, o que faz com muitos outros elementos, criando centenas de milhares de compostos, alguns dos quais usamos diariamente. (Plástico! Drogas! Gasolina!) Mais importante, esses laços são fortes e flexíveis.
5. NEARLY 20 PERCENTES DO SEU CORPO É CARBONO.
May Nyman, professor de química inorgânica da Universidade Estadual de Oregon em Corvallis, Oregon diz a Mental Floss que o carbono tem um alcance quase inacreditável. “Ele compõe todas as formas de vida, e no número de substâncias que ele produz, as gorduras, os açúcares, há uma enorme diversidade”, diz ela. Ele forma correntes e anéis, num processo que os químicos chamam de catenação. Todo ser vivo é construído sobre uma espinha dorsal de carbono (com nitrogênio, hidrogênio, oxigênio e outros elementos). Assim, animais, plantas, todas as células vivas e, claro, os seres humanos são um produto da catenação. Nossos corpos são 18,5% de carbono, por peso.
E ainda assim, pode ser inorgânico também, diz Nyman. Ele se une ao oxigênio e outras substâncias para formar grandes partes do mundo inanimado, como rochas e minerais.
6. NÓS DESCOBRIMOS DUAS NOVAS FORMAS DE NÓS APENAS RECENTEMOS.
Carbono é encontrado em quatro formas principais: grafite, diamantes, fullerenes e grafeno. “A estrutura controla as propriedades do carbono”, diz Nyman. O grafite (“a pedra de escrever”) é composto de folhas de carbono soltas, formadas como arame de galinha. Lixar algo na verdade é apenas riscar camadas de grafite no papel. Os diamantes, ao contrário, são ligados tridimensionalmente. Estes laços excepcionalmente fortes só podem ser quebrados por uma enorme quantidade de energia. Como os diamantes têm muitas dessas ligações, isso faz deles a substância mais dura da Terra.
Fullerenes foram descobertos em 1985, quando um grupo de cientistas explodiu grafite com um laser e o gás carbônico resultante condensado em moléculas esféricas previamente desconhecidas com 60 e 70 átomos. Eles foram nomeados em homenagem a Buckminster Fuller, o inventor excêntrico que criou célebres cúpulas geodésicas com esta composição em forma de bola de futebol. Robert Curl, Harold Kroto e Richard Smalley ganharam o Prêmio Nobel de Química de 1996 por descobrirem esta nova forma de carbono.
O membro mais jovem da família do carbono é o grafeno, encontrado por acaso em 2004 por Andre Geim e Kostya Novoselov em um improviso de pesquisa. Os cientistas usaram fita adesiva scotch – sim, realmente para levantar folhas de carbono de um átomo de espessura a partir de um pedaço de grafite. O novo material é extremamente fino e forte. O resultado: o Prêmio Nobel de Física em 2010.
7. DIAMANDS AREN’T CALLED “ICE” BECAUSE DA SUA APEARÂNCIA.
Diamonds são chamados de “gelo” porque a sua capacidade de transportar calor os torna frios ao toque – não por causa do seu aspecto. Isto torna-os ideais para uso como dissipadores de calor em microchips. (Diamantes sintéticos são usados principalmente.) Mais uma vez, a estrutura tridimensional da treliça dos diamantes entra em jogo. O calor é transformado em vibrações da malha, que são responsáveis pela condutividade térmica muito alta dos diamantes.
8. AJUDA A DETERMINAR A IDADE DOS ARTIFACTOS- E PROVAR ALGUM DELES FALHAS.
O cientista americano Willard F. Libby ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1960 por desenvolver um método de datação de relíquias através da análise da quantidade de uma subespécie radioativa de carbono contida nelas. A datação por radiocarbono ou C14 mede a decomposição de uma forma radioativa de carbono, C14, que se acumula nos seres vivos. Pode ser usado para objetos que tenham até 50.000 anos. A datação por carbono ajuda a determinar a idade de Ötzi the Iceman, um cadáver de 5300 anos de idade encontrado congelado nos Alpes. Também estabeleceu que a Távola Redonda de Lancelot na Catedral de Winchester foi feita centenas de anos após a suposta Era Arturiana.
9. TOO MUITO DE TI ESTÁ MUDANDO O NOSSO MUNDO.
O dióxido de carbono (CO2) é uma parte importante de um cobertor gasoso que está envolto em torno do nosso planeta, tornando-o quente o suficiente para sustentar a vida. Mas a queima de combustíveis fósseis – que são construídos sobre um backbone- liberta mais dióxido de carbono, que está diretamente ligado ao aquecimento global. Uma série de formas de remover e armazenar dióxido de carbono foram propostas, incluindo a bioenergia com captura e armazenamento de carbono, que envolve o plantio de grandes talhões de árvores, a colheita e queima das mesmas para criar eletricidade, e a captura do CO2 criado no processo e seu armazenamento subterrâneo. Outra abordagem que está sendo discutida é a de tornar os oceanos artificialmente mais alcalinos, a fim de deixá-los ligar mais CO2. As florestas são sumidouros naturais de carbono, porque as árvores capturam CO2 durante a fotossíntese, mas a atividade humana nessas florestas contraria e ultrapassa qualquer ganho de captura de CO2 que possamos obter. Em resumo, ainda não temos uma solução para a superabundância de C02 que criamos na atmosfera.