Antropia do Carbono

Duas moléculas podem ser estruturalmente diferentes mesmo que suas composições sejam idênticas, elas são isômeros. No caso de sólidos cristalinos é chamado de polimorfismo e um exemplo é o carbono com a existência do diamante e da grafita. Esses dois materiais diferem na estrutura e não em sua composição, já que ambos são compostos exclusivamente de carbono.

O diamante possui uma estrutura formada por ligações covalentes que resultam em forças atrativas fortes em átomos. Cada um de seus carbonos possui quatro elétrons de valência que são compartilhados por quatro átomos vizinhos, e não pelo espaço disponível, formando uma estrutura estável, tridimensional ligada por pares covalentes, o que garante a resistência, dureza e  a elevada temperatura de fusão do diamante (Figura 1).

Porém quando a ligação covalente envolve um dado par de átomos, a chamamos de  eteroespecíficas, sendo uma ligação direcional.

No entanto existe uma exceção a ligações covalentes eteroespecíficas, ela acontece em compostos com anel benzênico ( anel hexagonal), em que cada um dos átomos está ligado a outros três átomos, através de ligações covalentes simples, fazendo com que diferentes camadas de átomos possam deslizar sobre as outras.Então para cada átomo de carbono do anel hexagonal, existe um elétron deslocável, que responde a campos elétricos pelo movimento ondulatório da molécula (Figura 2).

E é justamente essa exceção que forma a estrutura da grafita, o que leva ela a apresentar diferentes características em relação ao diamante, como:

• Maleável, devido ao deslizamento das camadas dos átomos.
• Condutora de corrente elétrica, como consequência dos movimentos ondulatórios dos elétrons deslocáveis.
• Quebradiça, pois a grafita e formada por ligações covalentes fracas.

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              Figura 1                                                                                    Figura 2

Referências

Livro: Princípios de Ciência e Tecnologia dos Materiais, Van Vlack, 4ª Ediçao. Capítulo 2-2, Forças de Ligação Fortes ( Ligações Primárias).