O carbono amorfo é uma forma de carbono que não possui uma estrutura cristalina definida, sendo composto por átomos de carbono ligados de maneira desordenada. Existem diferentes tipos de carbono amorfo, como o carbono vítreo, o carbono negro e o carbono ativo. Suas propriedades variam de acordo com a forma como é produzido e podem incluir alta porosidade, elevada área superficial e capacidade de adsorção de substâncias. Devido a essas características, o carbono amorfo é amplamente utilizado em diversas aplicações, como em filtros de água, em eletrodos de baterias, em catalisadores e na produção de tintas e pigmentos.
Características: o carbono possui 3 propriedades únicas e essenciais para sua versatilidade.
O carbono amorfo é uma forma de carbono que não possui uma estrutura cristalina definida, o que lhe confere propriedades únicas e versáteis. O carbono possui 3 características essenciais que contribuem para sua versatilidade: a capacidade de formar ligações covalentes fortes, a capacidade de se ligar a outros átomos de carbono e a capacidade de formar cadeias longas e ramificadas.
Essas propriedades únicas permitem que o carbono amorfo seja utilizado em uma variedade de aplicações, como na fabricação de materiais compostos, na produção de eletrônicos e na indústria de semicondutores. Além disso, o carbono amorfo é utilizado em aplicações médicas, como em dispositivos de diagnóstico por imagem e em implantes biomédicos.
Em resumo, o carbono amorfo é um material versátil e indispensável em diversas áreas da ciência e da tecnologia, graças às suas propriedades únicas e essenciais.
Estrutura do carbono amorfo: como ela se apresenta e qual sua composição.
O carbono amorfo é uma forma de carbono que não possui uma estrutura cristalina definida, apresentando-se de forma desordenada. Sua composição inclui ligações de carbono em diferentes arranjos, o que confere propriedades únicas a esse material.
Em contraste com o carbono cristalino, o carbono amorfo não possui uma rede ordenada de átomos de carbono, o que resulta em sua estrutura desorganizada. Isso faz com que o carbono amorfo seja mais flexível e menos rígido do que o carbono cristalino.
Uma das principais formas de carbono amorfo é o carbono vítreo, que é produzido a partir da condensação de vapor de carbono. O carbono vítreo possui uma estrutura semelhante à do vidro, com átomos de carbono dispostos de forma aleatória.
As propriedades do carbono amorfo incluem uma alta resistência à compressão, baixa condutividade elétrica e térmica, e uma elevada capacidade de adsorção de gases. Essas propriedades fazem com que o carbono amorfo seja utilizado em uma variedade de aplicações, como em eletrodos de baterias, em filtros de ar e água, e até mesmo em revestimentos antiaderentes.
Em resumo, a estrutura do carbono amorfo se apresenta de forma desordenada, com uma composição que inclui ligações de carbono em diferentes arranjos. Suas propriedades únicas e versáteis fazem com que o carbono amorfo seja um material de grande importância em diversas áreas da ciência e da tecnologia.
Quais são as cinco formas conhecidas de alotropia na natureza?
Na natureza, existem cinco formas conhecidas de alotropia, que são fenômenos em que um elemento químico pode existir em diferentes formas físicas, estruturais ou cristalinas. Estas formas apresentam propriedades distintas umas das outras, apesar de serem compostas pelo mesmo elemento. As cinco formas de alotropia mais comuns são: diamante, grafite, grafeno, nanotubos de carbono e carbono amorfo.
Carbono amorfo: tipos, propriedades e usos
O carbono amorfo é uma forma de alotropia do carbono que se diferencia das outras formas, como o diamante e o grafite, por apresentar uma estrutura desordenada e sem padrão cristalino definido. Este tipo de carbono pode ser encontrado em materiais como carvão, fuligem e negro de fumo.
As propriedades do carbono amorfo incluem baixa condutividade elétrica e térmica, baixa dureza e uma estrutura desorganizada que não forma ligações fortes entre seus átomos. Isso faz com que o carbono amorfo seja utilizado em aplicações onde essas propriedades são desejáveis, como em materiais de fricção, pigmentos e materiais absorventes.
Apesar de ser menos conhecido do que outras formas de carbono, o carbono amorfo desempenha um papel importante em diversas indústrias e aplicações, graças às suas propriedades únicas e versatilidade.
Principais aplicações do carbono na indústria, tecnologia e ciência: conheça suas diversas utilidades.
O carbono é um dos elementos mais versáteis e importantes da tabela periódica, com diversas aplicações na indústria, tecnologia e ciência. Conhecido por sua capacidade de formar uma variedade de compostos, o carbono amorfo é um dos tipos mais comuns desse elemento.
Na indústria, o carbono é amplamente utilizado na produção de materiais como o grafite e o carvão ativado. O grafite é utilizado em aplicações que exigem alta condutividade elétrica e térmica, como em eletrodos de baterias e em lubrificantes. Já o carvão ativado é utilizado na purificação de água e ar, devido à sua capacidade de absorver impurezas e toxinas.
Na tecnologia, o carbono é utilizado na fabricação de materiais compostos, como o carbono reforçado com fibras (CFRP), que é utilizado na construção de aviões, carros de corrida e equipamentos esportivos de alta performance. Além disso, o carbono também é utilizado na fabricação de semicondutores e em dispositivos eletrônicos, devido às suas propriedades de condutividade.
Na ciência, o carbono é fundamental para a vida na Terra, sendo o principal elemento encontrado em moléculas orgânicas como proteínas, carboidratos e ácidos nucleicos. Além disso, o carbono é utilizado em estudos de nanotecnologia, devido à sua capacidade de formar estruturas em escala nanométrica, como os nanotubos de carbono.
Em resumo, o carbono amorfo é um elemento essencial com uma ampla gama de aplicações na indústria, tecnologia e ciência. Sua versatilidade e propriedades únicas o tornam indispensável para o desenvolvimento de novos materiais e tecnologias.
Carbono amorfo: tipos, propriedades e usos
O carbono amorfo é quaisquer estruturas alotrópicas cheios com defeitos e irregularidades moleculares de carbono. O termo alótropo refere-se ao fato de que um único elemento químico, como o átomo de carbono, forma estruturas moleculares diferentes; alguns cristalinos e outros, como neste caso, amorfos.
O carbono amorfo não possui a estrutura cristalina de longo alcance que caracteriza diamante e grafite. Isso significa que o padrão estrutural permanecerá ligeiramente constante se as regiões do sólido forem exibidas muito próximas umas das outras; e quando estão distantes, suas diferenças se tornam evidentes.
As características ou propriedades físicas e químicas do carbono amorfo também são diferentes das de grafite e diamante. Por exemplo, você tem o famoso carvão vegetal, um produto da combustão da madeira (imagem superior). Este não é um lubrificante, nem é brilhante.
Existem vários tipos de carbono amorfo na natureza e essas variedades também podem ser obtidas sinteticamente. Entre as várias formas de carbono amorfo estão o negro de fumo, o carvão ativado, a fuligem e o carvão.
O carbono amorfo tem usos importantes no nível da indústria de geração de energia, bem como nas indústrias têxtil e sanitária.
Tipos de carbono amorfo
Existem vários critérios para classificá-los, como origem, composição e estrutura. Este último depende da relação entre os carbonos com hibridizações sp 2 e sp 3 ; isto é, aqueles que definem um plano ou um tetraedro, respectivamente. Portanto, a matriz inorgânica (mineralógica) desses sólidos pode se tornar muito complexa.
De acordo com sua origem
Existe carbono amorfo de origem natural, porque é um produto de oxidação e formas de decomposição de compostos orgânicos. Entre esse tipo de carbono estão fuligem, carvão e carbono derivados de carbonetos.
O carbono amorfo sintético é produzido por técnicas de deposição de arco catódico e sputtering. Sinteticamente, também são fabricados revestimentos de carbono amorfo do tipo diamante ou filmes de carbono amorfo.
Estrutura
Além disso, o carbono amorfo pode ser agrupado em três tipos principais, dependendo da proporção de ligações sp 2 ou sp 3 presentes. Existe carbono amorfo, que pertence ao chamado carbono amorfo elementar (BC), carbono amorfo hidrogenado (BC: H) e carbono amorfo tetraédrico (TA-C).
Carbono amorfo elementar
Abreviado frequentemente como BC ou BC, inclui carvão ativado e negro de carbono. As variedades deste grupo são obtidas por combustão incompleta de substâncias animais e vegetais; isto é, eles queimam com um déficit estequiométrico de oxigênio.
Ligações têm uma maior proporção de SP 2 na sua estrutura molecular ou organização. Eles podem ser imaginados como uma série de planos agrupados, com diferentes orientações no espaço, produto de carbonos tetraédricos que estabelecem heterogeneidade no todo.
A partir deles, os nanocompósitos foram sintetizados com aplicações eletrônicas e desenvolvimento de materiais.
Carbono hidrogenado amorfo
Abreviado como aC: H ou HAC. Entre eles estão fuligem, fumaça, carvão extraído como betume e asfalto. A fuligem é facilmente distinguível quando há um incêndio em uma montanha perto de uma cidade ou vila, onde é observado nos rascunhos que a arrastam na forma de folhas pretas frágeis de cor preta.
Como o seu nome sugere, que contém hidrogénio mas covalentemente ligado aos átomos de carbono, e nenhum tipo molecular (H 2 ). Ou seja, existem links CH. Se uma dessas ligações é liberada por hidrogênio, um orbital com um elétron ausente permanecerá. Se dois desses elétrons ausentes estiverem muito próximos um do outro, eles irão interagir causando as chamadas ligações suspensas (ligação pendente, em inglês).
Com esse tipo de carbono amorfo hidrogenado, são obtidos filmes ou revestimentos de menor dureza do que aqueles feitos com ta-C.
Carbono amorfo tetraédrico
Abreviado como ta-C, também chamado de carvão semelhante ao diamante. Ele contém uma alta proporção de ligações hibridadas sp 3 .
A essa classificação pertencem filmes ou revestimentos de carbono amorfo, com estrutura tetraédrica amorfa. Eles não possuem hidrogênio, possuem alta dureza e muitas de suas propriedades físicas são semelhantes às do diamante.
Molecularmente, consiste em carbonos tetraédricos que não possuem um padrão estrutural de longo alcance; enquanto no diamante, a ordem permanece constante em diferentes regiões do cristal. O ta-C pode apresentar uma certa ordem ou padrão característico de um cristal, mas apenas em curto alcance.
Composição:
O carvão é organizado como estratos de rochas negras, contendo outros elementos como enxofre, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio. Portanto, os carbonos amorfos, como carvão, turfa, antracite e carvão marrom. O antracito pertence a todos eles com a maior composição de carbono.
Propriedades
O verdadeiro carbono amorfo possui ligações π localizadas com desvios no espaçamento interatômico e variação no ângulo de ligação. Possui ligações hibridadas sp 2 e sp 3 cuja proporção varia de acordo com o tipo de carbono amorfo.
Suas propriedades físicas e químicas estão relacionadas à sua organização molecular e sua microestrutura.
Em geral, possui alta estabilidade e alta dureza mecânica, resistência ao calor e propriedades de resistência ao desgaste. Além disso, caracteriza-se por apresentar alta transparência óptica, baixo coeficiente de atrito e resistência a vários agentes corrosivos.
O carbono amorfo é sensível aos efeitos da irradiação, possui alta estabilidade eletroquímica e condutividade elétrica, entre outras propriedades.
Usos
Cada um dos diferentes tipos de carbono amorfo possui características ou propriedades próprias e usos muito particulares.
Carvão
O carvão é um combustível fóssil e, portanto, é uma importante fonte de energia, que também é usada para gerar eletricidade. O impacto ambiental da indústria de mineração de carvão e seu uso em usinas são amplamente discutidos hoje.
Carvão ativado
É útil para processos de absorção ou filtragem seletiva de contaminantes da água potável, soluções de branqueamento e pode até absorver gases de enxofre.
O negro de fumo
O negro de fumo é amplamente utilizado na fabricação de pigmentos, tintas de impressão e uma variedade de tintas. Esse carbono geralmente melhora a força e a resistência dos artigos feitos com borracha.
O preenchimento de pneus aumenta a sua resistência ao desgaste e protege os materiais da degradação causada pela luz solar.
Filmes de carbono amorfo
O uso tecnológico de filmes ou revestimentos amorfos de carbono em variedades de dispositivos de tela plana e microeletrônicos está aumentando. A proporção de ligações sp 2 e sp 3 faz filmes de carbono amorfo que tem propriedades ópticas e mecânicas de densidade variável e dureza.
Eles também são utilizados em revestimentos anti-reflexos, em revestimentos para proteção contra radiação, entre outros usos.
Referências
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica (Quarta edição). Mc Graw Hill
- Wikipedia (2018). Carvão amorfo. Recuperado de: en.wikipedia.org
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