Estudo do Carbono

O elemento carbono é a unidade fundamental da Química Orgânica, sendo assim ele merece ser estudado mais profundamente. O que será que torna o carbono essencial na formação dos compostos orgânicos?

Na segunda metade do século XIX, a estrutura do carbono começou a ser estudada por Archibald Scott Couper (1831-1892) e Friedrich August Kekulé (1829-1896), e posteriormente esses estudos foram denominados de postulados de Couper-Kekulé que estudam o comportamento químico do carbono, eles são subdivididos em três:

1º postulado: Tetravalência constante. O átomo de carbono é tetravalente, essa propriedade permite que esse elemento estabeleça quatro ligações covalentes, ele tem dois pares eletrônicos disponíveis. Exemplo:
        H
        │
H ─ C ─ H
        │
        H
    Metano

2º postulado: As quatro valências do carbono são iguais. Esse postulado explica por que existe, por exemplo, somente um clorometano. Qualquer que seja a posição do cloro, obtém-se um só composto: H₃CCl.
       Cl
        │
H ─ C ─ H
        │ 
        H

3º postulado: Encadeamento constante. Átomos de carbono ligam-se diretamente entre si, formando estruturas denominadas cadeias carbônicas.

Essa propriedade é comum para o nitrogênio, enxofre, fósforo e oxigênio. Só que no caso do carbono essa capacidade de formar quatro ligações é mais pronunciada, a prova disso é que existem extensas cadeias carbônicas, e também uma variedade enorme de compostos orgânicos.

Um experimento bem simples pode comprovar a existência do carbono em um determinado composto como, por exemplo, na substância orgânica sacarose (açúcar comum).

Procedimento: Separe uma porção de açúcar e pingue algumas gotas de ácido sulfúrico (H₂SO₄) e observe: o açúcar se transformará em carvão, mas como isso ocorre?

A sacarose é constituída por carbono, hidrogênio e oxigênio, sua fórmula molecular é C₁₂H₂₂O₁₁. O ácido sulfúrico concentrado é higroscópico: retira H e O na forma de H₂O, resta então somente o C na forma de carvão.

Equação do processo:

C₁₂H₂₂O₁₁ = C₁₂ (H₂O)₁₁

C₁₂ (H₂O)11 + H₂SO₄ (conc) → 12C + H₂SO₄ + 11 H₂O
                                                                 carvão