Grade 11
  1. Conceitos básicos de química  1.1. Importância da Química  1.2. Natureza e escopo da química  1.3. leis da combinação química  1.3.1. Lei da conservação da massa  1.3.2. Lei das proporções definidas  1.3.3. Lei das proporções múltiplas  1.3.4. Lei dos volumes gasosos  1.3.5. Lei de Avogadro  1.4. Teoria atômica de Dalton  1.5. Conceito de mol e massa molar  1.6. Composição percentual  1.7. Fórmula empírica e molecular  1.8. Estequiometria e Cálculos Estequiométricos  1.9. Conceito de reagente limitante
  2. Estrutura do átomo  2.1. Descoberta do elétron, próton e nêutron  2.2. Modelo Atômico  2.2.1. Modelo de Thomson  2.2.2. Modelo de Rutherford  2.2.3. Modelo de Bohr  2.3. Modelo mecânico quântico do átomo  2.4. Dupla natureza da matéria e da radiação  2.5. Princípio da Incerteza de Heisenberg  2.6. Números quânticos  2.7. Orbitais atômicos e suas formas  2.8. Configuração eletrônica dos elementos  2.9. Princípio de Aufbau  2.10. Princípio da exclusão de Pauli  2.11. Regra da máxima multiplicidade de Hund  2.12. Hipótese de de Broglie  2.13. Efeito fotoelétrico
  3. Classificação dos elementos e periodicidade nas propriedades  3.1. Desenvolvimento histórico da tabela periódica  3.2. Lei Periódica Moderna e Tabela Periódica  3.3. Tendências periódicas em propriedades  3.3.1. Raio Atômico e Iônico  3.3.2. Entalpia de ionização  3.3.3. Entalpia de ganho de elétrons  3.3.4. Eletronegatividade  3.3.5. Valência  3.3.6. Propriedades Metálicas e Não Metálicas  3.3.7. Estados de oxidação  3.4. Propriedades Incomuns dos Primeiros Elementos
  4. Chemical Bonding and Molecular Structure  4.1. Abordagem de Kossel–Lewis para ligação química  4.2. Ligação iônica ou eletrovalente  4.3. Ligação covalente e suas características  4.4. Parâmetros de ligação  4.5. Teoria VSEPR  4.6. Teoria do enlace de valência  4.7. Hibridização e seus tipos  4.8. Teoria do orbital molecular  4.8.1. Ordem de ligação e estabilidade  4.9. Ligação de hidrogênio
  5. Estados da matéria  5.1. Forças intermoleculares  5.2. Leis dos Gases  5.2.1. Lei de Boyle  5.2.2. Lei de Charles  5.2.3. Lei de Avogadro  5.2.4. Lei de Dalton das pressões parciais  5.2.5. Lei de Graham da difusão  5.3. Equação do Gás Ideal e Aplicações  5.4. Gases reais e desvios do comportamento ideal  5.5. Teoria cinética molecular dos gases  5.6. Liquefação de gases  5.7. Propriedades dos Líquidos  5.8. Tensão superficial e viscosidade
  6. termodinâmica  6.1. Sistema e ambiente  6.2. Tipos de sistemas em termodinâmica  6.3. Tipos de procedimentos  6.4. Primeira lei da termodinâmica  6.5. Energia interna e entalpia  6.6. Capacidade calorífica e calor específico  6.7. Lei de Hess da soma constante de calor  6.8. Entalpia de dissociação de ligação  6.9. Entalpia de formação e combustão  6.10. Entalpia de solução e neutralização  6.11. Espontaneidade e a segunda lei da termodinâmica  6.12. Energia livre de Gibbs e suas aplicações
  7. Equilíbrio  7.1. O conceito de equilíbrio  7.2. Constante de equilíbrio e suas aplicações  7.3. Princípio de Le Chatelier  7.4. Equilíbrio iônico em soluções  7.5. Teoria de Ácidos e Bases  7.5.1. Conceito de Arrhenius  7.5.2. Conceito de Bronsted-Lowry  7.5.3. Conceito de Lewis  7.6. Escala de pH e pOH  7.7. Efeito do íon comum  7.8. Hidrólise de sais  7.9. Soluções tampão e seu mecanismo de ação  7.10. Equilíbrio de solubilidade de sais pouco solúveis
  8. Reações Redox  8.1. Conceitos de Oxidação e Redução  8.2. Número de oxidação e suas aplicações  8.3. Reações redox em termos de transferência de elétrons  8.4. Balanceamento de reações redox (métodos do número de oxidação e íon-elétron)  8.5. Tipos de reações redox  8.6. Células Eletroquímicas e Reações Redox
  9. Hidrogênio  9.1. Posição do Hidrogênio na Tabela Periódica  9.2. Isótopos do hidrogênio  9.3. Preparação de Hidrogênio  9.4. Propriedades do Hidrogênio  9.5. Hidratos e sua classificação  9.6. Água e água pesada  9.7. Peróxido de hidrogênio e suas propriedades  9.8. Usos do Hidrogênio e Seus Compostos
  10. Elementos do bloco s (metais alcalinos e alcalino-terrosos)  10.1. Elementos do Grupo 1 - Propriedades e Tendências  10.2. Elementos do Grupo 2 - Propriedades e Tendências  10.3. Unusual properties of lithium and beryllium  10.4. Compostos importantes de sódio e seus usos  10.5. Compostos Importantes de Magnésio e Cálcio
  11. Alguns elementos do bloco p  11.1. Introdução Geral aos Elementos do Bloco p  11.2. Elementos do Grupo 13  11.2.1. Boro e seus compostos  11.3. Grupo 14 Elementos  11.3.1. Carbono e seus alótropos  11.3.2. Compostos Importantes de Carbono e Silício
  12. Química Orgânica - Alguns Princípios e Técnicas Básicas  12.1. Classificação e Nomenclatura de Compostos Orgânicos  12.2. Representação estrutural de compostos orgânicos  12.3. Classificação das reações orgânicas  12.4. Efeitos Eletrônicos em Química Orgânica  12.4.1. Efeito indutivo  12.4.2. Efeito de ressonância  12.4.3. Hiperconjugação  12.5. Mecanismo de reação e espécies intermediárias  12.6. Purificação e análise qualitativa de compostos orgânicos
  13. Hidrocarbonetos  13.1. Hidrocarbonetos  13.1.1. Preparação e Propriedades dos Alcenos  13.2. alceno  13.2.1. Preparação e Propriedades dos Alcenos  13.2.2. Reações de adição eletrofílica  13.3. Alcinos  13.3.1. Preparação e Propriedades dos Alcinos  13.4. Aromatic hydrocarbons  13.4.1. Estrutura e propriedades do benzeno  13.4.2. Reações de substituição eletrofílica do benzeno
  14. Química Ambiental  14.1. Poluição Ambiental  14.2. Poluição atmosférica e o efeito estufa  14.3. Poluição da água e métodos de tratamento  14.4. Poluição do solo e seus efeitos  14.5. Resíduos industriais e seu tratamento  14.6. Estratégias para controle da poluição

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Carbono e seus alótropos


O carbono é um elemento único encontrado no 14º grupo da tabela periódica, também conhecido como grupo do carbono. O carbono é a base da química orgânica e é essencial para a vida como a conhecemos. Ele compartilha esse grupo com outros elementos, como silício, germânio, estanho e chumbo, mas a capacidade do carbono de formar compostos diversos não tem igual. Uma característica chave do carbono é sua tendência a formar vários alótropos.

O que são alótropos?

Alótropos são diferentes formas do mesmo elemento que exibem diferentes propriedades físicas e químicas devido a diferentes arranjos de átomos. Em termos simples, eles são como diferentes "versões" do mesmo elemento. A capacidade de adotar diferentes estruturas permite que o carbono forme uma ampla variedade de substâncias, desde o grafite macio dos lápis até os diamantes mais duros.

Ligação e versatilidade do carbono

A extraordinária versatilidade do carbono vem de sua configuração eletrônica (1s 2 2s 2 2p 2). Ele tem quatro elétrons disponíveis para ligação, permitindo-lhe formar quatro ligações covalentes com outros átomos. Esta tetravalência é a base da química do carbono. Funciona assim:

C
,
C
,
H

Este diagrama mostra uma representação simplificada de um átomo de carbono formando quatro ligações.

Alótropos comuns do carbono

Os alótropos mais famosos do carbono são o diamante, o grafite e os mais recentemente descobertos fulerenos e grafeno. Cada uma dessas estruturas possui suas próprias propriedades distintas, que levam a diferentes aplicações.

Diamante

O diamante é talvez o alótropo mais famoso do carbono. É conhecido por sua dureza e brilho. No diamante, cada átomo de carbono está ligado a outros quatro átomos de carbono em uma estrutura tetraédrica tridimensional, o que contribui para sua dureza.

C
,
CCC
,
CC

A figura acima mostra a estrutura 3D simplificada de um diamante.

Grafite

O grafite é outro alótropo comum do carbono, notável por seu uso em lápis e por sua condutividade. Cada átomo de carbono no grafite liga-se a outros três átomos de carbono em um único plano, formando uma rede hexagonal. Esses planos estão empilhados de maneira frouxa, permitindo que deslizem uns sobre os outros, conferindo ao grafite uma sensação escorregadia.

C-C-C-C-C
,
C-C-C-C-C
,

Esta imagem mostra a estrutura em camadas do grafite.

Fulerenos

Os fulerenos são moléculas compostas inteiramente de carbono, que tomam a forma de uma esfera oca, elipsoide ou tubo. O fulereno mais famoso é o C60, também conhecido como buckminsterfulereno ou buckyball, que se assemelha às cúpulas geodésicas projetadas pelo arquiteto Buckminster Fuller.

CCC
,
CC
,
C C--CC  /  /
C-C-C-C-C

Esta é uma representação 2D simplificada da estrutura do fulereno.

Grafeno

O grafeno é uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma rede de favo de mel bidimensional. É incrivelmente forte, leve e um excelente condutor de calor e eletricidade, sendo frequentemente elogiado como um material maravilha com grande potencial em eletrônica e ciência dos materiais.

C-C-C-C-C
,
C-C-C-C-C

O padrão acima mostra a rede de favo de mel bidimensional do grafeno.

Outras formas de carbono

Além das formas mais comuns mencionadas acima, existem outros alótropos menos comuns de carbono, como nanotubos de carbono e carbono amorfo. Cada uma dessas formas possui propriedades únicas que as tornam úteis em uma variedade de aplicações científicas e tecnológicas.

Nanotubos de carbono

Os nanotubos de carbono são estruturas cilíndricas feitas de átomos de carbono. Eles possuem propriedades mecânicas, elétricas e térmicas excepcionais. Suas aplicações potenciais variam desde servir como materiais leves, mas fortes, até serem usados em nanoeletrônica.

CCC
,
CCC

Carbono amorfo

O carbono amorfo é uma forma de carbono que não possui uma estrutura cristalina fixa. Inclui o carbono preto e o carvão, cada um dos quais é utilizado de maneiras diferentes, dependendo das necessidades, desde tintas até fins de filtragem.

Conclusão

A capacidade do carbono de formar alótropos é uma prova de sua versatilidade e importância tanto na química orgânica quanto na ciência dos materiais. Compreender as diferenças estruturais e características desses alótropos nos ajuda a entender a complexidade e a beleza desse elemento fundamental da vida.


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