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Carbono – Tabela Periódica – Propriedades Atômicas

Densidade de carbono-número atômico-massa-raio

É não metálico e tetravalente – disponibilizando quatro elétrons para formar ligações químicas covalentes. O carbono é um dos poucos elementos conhecidos desde a antiguidade. 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.

Resumo

Elemento Carbono
Número atômico 6
Massa atômica [amu] 12,0107
Massa atômica [pm] 69
Densidade em STP [g/cm3] 2,26
Número de prótons 6
Número de nêutrons (isótopos típicos) 12; 13
Número de elétrons 6
Configuração eletrônica [Ele] 2s2 2p2
Estados de oxidação -4; -3 …; + 4
Afinidade eletrônica [kJ/mol] 153,9
Eletronegatividade [escala de Pauling] 2,55
Primeira energia de ionização [eV] 11,2603

Número atômico – prótons, elétrons e nêutrons em Carbono

Número de prótons - Número atômicoO carbono é um elemento químico com número atômico 6, o que significa que há 6 prótons em seu núcleo. O número total de prótons no núcleo é chamado de número atômico do átomo e recebe o símbolo Z. A carga elétrica total do núcleo é, portanto, +Ze, onde e (carga elementar) é igual a 1,602 x 10-19 coulombs.

O número total de nêutrons no núcleo de um átomo é chamado de número de nêutrons do átomo e recebe o símbolo N. O número de nêutrons mais o número atômico é igual ao número de massa atômica: N+Z=A. A diferença entre o número de nêutrons e o número atômico é conhecido como excesso de nêutrons: D = N – Z = A – 2Z.

Para elementos estáveis, geralmente há uma variedade de isótopos estáveis. Isótopos são nuclídeos que têm o mesmo número atômico e, portanto, são o mesmo elemento, mas diferem no número de nêutrons. Os números de massa de isótopos típicos de  carbono são 12; 13.

Massa Atômica do Carbono

A massa atômica do carbono é 12,0107 u. 

A massa atômica é a massa de um átomo. A massa atômica ou massa isotópica relativa refere-se à massa de uma única partícula e, portanto, está ligada a um certo isótopo específico de um elemento. A massa atômica é transportada pelo núcleo atômico, que ocupa apenas cerca de 10-12  do volume total do átomo ou menos, mas contém toda a carga positiva e pelo menos 99,95% da massa total do átomo. Observe que cada elemento pode conter mais isótopos, portanto, essa massa atômica resultante é calculada a partir de isótopos de ocorrência natural e sua abundância.

Raio Atômico do Carbono

raio atômico do átomo de carbono é 69pm (raio covalente).

Raio Atômico de Elementos Químicos

Deve-se notar que os átomos não possuem um limite externo bem definido. O raio atômico de um elemento químico é uma medida da distância até a qual a nuvem de elétrons se estende do núcleo. No entanto, isso pressupõe que o átomo apresente uma forma esférica, que só é obedecida para átomos no vácuo ou no espaço livre. Portanto, existem várias definições não equivalentes de raio atômico.

Elétrons e configuração eletrônica

O número de elétrons em um átomo eletricamente neutro é o mesmo que o número de prótons no núcleo. Portanto, o número de elétrons no átomo neutro de Carbono é 6. Cada elétron é influenciado pelos campos elétricos produzidos pela carga nuclear positiva e os demais (Z – 1) elétrons negativos no átomo.

Uma vez que o número de elétrons e seu arranjo são responsáveis ​​pelo comportamento químico dos átomos, o número atômico identifica os vários elementos químicos. A configuração desses elétrons segue os princípios da mecânica quântica. O número de elétrons nas camadas eletrônicas de cada elemento, particularmente a camada de valência mais externa, é o principal fator para determinar seu comportamento de ligação química. Na tabela periódica, os elementos são listados em ordem crescente de número atômico Z.

A configuração eletrônica do carbono é [He] 2s2 2p2.

Os estados de oxidação possíveis são -4; -3 …; + 4.

Densidade de Carbono

A densidade do carbono é 2,26 g/cm3.

As densidades típicas de várias substâncias estão à pressão atmosférica.

A densidade é definida como a massa por unidade de volume. É uma propriedade intensiva, que é matematicamente definida como massa dividida pelo volume:

ρ = m/V

Massas Atômicas de Elementos

Tabela Periódica dos Elementos - massa atômica

Raios Atômicos dos Elementos

Tabela Periódica dos Elementos - raio atômico

Densidades de Elementos

Tabela Periódica de Elementos - densidade

Configuração de carbono-prótons-nêutrons-elétrons

Carbono-afinidade-eletronegatividade-ionização

Afinidade eletrônica – Carbono

A afinidade eletrônica do carbono é 153,9 kJ/mol.

Em química e física atômica, a afinidade eletrônica de um átomo ou molécula é definida como:

a mudança na energia (em kJ/mol) de um átomo ou molécula neutra (na fase gasosa) quando um elétron é adicionado ao átomo para formar um íon negativo.

X + e   → X   + energia Afinidade = – ∆H

Em outras palavras, pode ser expresso como a probabilidade do átomo neutro ganhar um elétron. Observe que as energias de ionização medem a tendência de um átomo neutro de resistir à perda de elétrons. As afinidades eletrônicas são mais difíceis de medir do que as energias de ionização.

Eletronegatividade do Carbono

A eletronegatividade do carbono é 2,55.

A eletronegatividade, símbolo χ, é uma propriedade química que descreve a tendência de um átomo de atrair elétrons para este átomo. Para isso, uma  grandeza adimensional da escala de Pauling, símbolo χ, é a mais utilizada.

A eletronegatividade do carbono é: χ = 2,55

Primeira Energia de Ionização do Carbono

A primeira energia de ionização do carbono é 11,2603 eV.

A energia de ionização, também chamada de potencial de ionização, é a energia necessária para remover um elétron do átomo neutro.

X + energia → X +  + e 

onde X é qualquer átomo ou molécula capaz de ser ionizado, X+ é aquele átomo ou molécula com um elétron removido (íon positivo) e e é o elétron removido.

Um átomo de carbono, por exemplo, requer a seguinte energia de ionização para remover o elétron mais externo.

C + IE → C +  + e         IE = 11,2603 eV

Eletronegatividade dos Elementos

Tabela Periódica dos Elementos - eletronegatividade

Energia de Ionização dos Elementos

Tabela Periódica dos Elementos - energia de ionização

Tabela periódica de carbono

Fonte: www.luciteria.com


Propriedades de outros elementos

Carbono - Comparação de Propriedades Atômicas

Tabela Periódica em resolução 8K

Outras propriedades do Carbono