Tip:
Highlight text to annotate it
X
O carbono é um elemento fantasticamente importante.
Provavelmente existem muito mais moléculas que contém carbono, do que qualquer outro elemento
A razão pela qual vc consegue tantos compostos com carbono
é que os átomos de carbono formam cadeias muito facilmente.
Algumas vezes com milhões de átomos de comprimento.
Se vc tivesse átomos que só formassem uma ou duas ligações
então vc não conseguiria construir um grande número de moléculas.
Sem este limite de ligações que vc pode fazer, vc consegue fazer coisas realmente compridas.
É como a diferença entre um caminhão, que pode puxar um trailer ou dois.
E um trem, que vc consegue colocar quantos ***ões vc quiser,
conseguindo um trem bem comprido. E é o mesmo com o carbono.
O carbono está em tudo a nossa volta, nós somos todos de carbono, tem muito carbono em nós,
em todos hidrocarbonetos em nosso corpo, muitas e muitas estruturas em nós,
e em muitos dos materiais que usamos todos os dias. De fato, muitos de nós usamos
carbono na forma de combustível, todos os dias, para ir ao trabalho ou para casa.
Se o carbono, nós não poderíamos existir. Seu carbono, meu carbono...
temos ossos feitos de cálcio... mas as partes importantes... nossos cérebros contém
muito carbono. Eles contém nitrogênio, oxigênio e hidrogênio também.
Mas o carbono é a chave. O carbono é um dos poucos elementos que deu origem
a uma área inteira da química. A química orgânica, a química dos compostos de carbono
é quase uma disciplina separada, das outras áreas da química,
E a maioria das moléculas que usamos para plásticos,
para produtos farmacêuticos, para nossos alimentos, são todos compostos de carbono.
Carbono é um elemento bem comum, mas vem em diferentes tipos de alótropos.
Em diferentes formas, este daqui é carvão, é carbono simples e bem parecido com grafite.
Vc pode encontrar pedaços de carbono por aí. Este pedaço aqui eu encontrei numa praia.
No nordeste da Inglaterra, é um pedaço de carvão. Não é carbono absolutamente puro
mas tem uma alta proporção de carbono, e comparado com outras rochas, deste tamanho,
é bem leve. Mais recentemente as pessoas descobriram os diamantes,
e, é claro, o grafite, que é o material escuro que tem no lápis.
As pessoas chamam de ´lead pencil´ (lápis de chumbo), mas na verdade eles contém
uma forma de carbono, chamada grafite.
O carbono existe como grafite, diamante, e também como buckyballs, ou fulerenos
O carbono aqui, é quase como o grafite, é bem amorfo e bem leve.
Vou colocar um pouco do carbono no papel, para você ver. Vc pode ver, é um pó bem leve,
vc pode ver que é um material bem fácil de manusear.
O fato realmente interessante, é que nos últimos 20 anos,
as pessoas descobriram novas formas de carbono. Isto é extraordinário!
As pessoas conheciam o carbono por milhares de anos, até mais!
e, repentinamente, nos últimos 20 anos, o número de diferentes tipos de carbono aumentou
enormemente. Eu tenho um colega, um especialista nestas novas formas de carbono,
e eu fui pedir para ele alguns modelos. E ele me deu uma mala inteira de modelos!
Deixa eu te mostrar.
O que nós temos... Primeiro, este é um modelo de grafite.
O material que está no interior do lápis.
E consiste de camadas de anéis hexagonais de átomos de carbono
de seis átomos de carbono, e estão unidos em camadas.
Vc pode ver aqui as ligações em púrpura entre elas.
Vc pode ver que não são muito fortes, uma até quebrou.
Muito recentemente, nos últimos 10 anos, foi descoberto que usando um pedaço de fita adesiva
vc pode remover estas camadas, e fazer camadas simples destes átomos de carbono
e é chamado de grafeno. O Prêmio Nobel de física de 2010 foi dado
para dois cientistas pela descoberta do grafeno.
E esta estrutura aqui, que cada átomo de carbono
está ligado em quatro outros, neste padrão tetraédrico,
O tetraedro é este, um no meio com quatro em volta.
E este é o diamante. É realmente muito forte.
E de qualquer modo que vc queira esmagar, ele é forte.
Vc não consegue retirar camadas de diamante com uma fita adesiva.
O diamante é incolor, e para entender pq, vc precisa entender o que dá origem à cor.
E a cor de tudo, da minha gravata, de tudo, são causadas por elétrons na molécula.
E eles absorvem energia e vão de um nível para a outro.
No diamante tem ligações entre todos os átomos de carbono
que usam todos os elétrons. Os elétrons estão fortemente ligados
E eles não conseguem mudar o nível de energia, e vc não tem absorção,
pelo menos na região do espectro visível.
Por outro lado, no grafite os elétrons estão ligados com menos força
de fato, ele conduz eletricidade. E é preto pq os elétrons
absorverão todos os comprimentos de luz visível.
Do azul ao vermelho. E ele tem aparência preta, pq nenhuma luz é refletida dele.
Aqui dentro, nós temos...
a famosa molécula C60. Como uma bola de futebol. 60 átomos de carbono.
Andrei colocou uma pequena aqui dentro, mas esqueça ela, por um momento.
Então vc pode ter esta molécula C60, descoberta pela primeira vez
no final dos anos 80 e isolada no início dos anos 90.
E tem uma molécula bem similar, que se parece mais achatada
que é o C70, e estas são também coloridas.
Mas as cores são um pouco diferentes.
Veja isto, tenho duas amostras uma de C60 e outra de C70
ambas dissolvidas em um solvente, o tolueno.
Se vc olhar, aqui, o C70 é uma cor tipo vermelho amarronzada.
E o C60, no solvente, tem uma bela cor.
Eu chamo de púrpura, e outras pessoas chamam de magenta.
De volta para a caixa. E aqui temos a última forma de carbono.
Que são chamadas de nanotubos, são tubos inteiros feitos de hexágonos.
Tem duas formas, uns que são fechados nas pontas,
e este um aqui, que é aberto. Quase como um cesto.
Vc pode colocar coisas dentro dele. O último modelo é o grafeno.
Este material, que vc pode remover do grafite,
com uma fita adesiva, e a razão pela qual as pessoas ficaram tão entusiasmadas
primeiro é pq este é um material muito fino, com espessura de um único átomo.
e vc pode reagir os átomos de carbono aqui com todo tipo de moléculas diferentes
vc pode fazer materiais muito resistentes, vc pode começar a fazer eletrônicos
Computadores com carbono, e coisas do tipo. E muitas pessoas acham que o grafeno
é um dos materiais do futuro.
Esta é uma das exibições de Andrei, ele usa isto em exibições
para medir a condutividade elétrica. Se vc pegar um pedaço de metal, como esta moeda
e colocar os dois eletrodos aqui, vc pode ver que conduz eletricidade,
todas as luzes acenderam, e o mostrador foi até a ponta.
Ele pegou diferentes amostras, esta aqui é de carvão, e esta é de grafite
Isto é uma foto, e isto é uma trilha de carvão,
entre dois eletrodos de metal. Vc pode ver, se colocarmos os eletrodos aqui,
o carvão não conduz eletricidade nenhuma.
Contudo, se vc pegar o grafite, e fizer o mesmo, ele conduz eletricidade
não muito bem, mas vc pode ver, vc tem alguma eletricidade passando.
Na outra folha, tem uma mostra de C60, e aqui uma de nanotubos de carbono.
Vc pode ver que o C60 não conduz eletricidade.
Os elétrons não conseguem pular entre uma molécula e outra.
Mas quando vc vem para os nanotubos de carbono, que são moléculas muito longas,
eles conduzem eletricidade muito bem. Não tão bem quanto um metal, mas quase.
Traduzido por Prof. Dr. Luís Brudna