O texto a seguir é referência para as questões 01 a 04.

Carbono: essencial e versátil

Do lápis ao diamante, do carboidrato à proteína, do DNA à respiração. O carbono, conhecido como o ‘elemento da vida’, está presente em tudo isso e muito mais. Nós, humanos, e todos os organismos vivos da Terra somos constituídos por muitas moléculas baseadas em carbono. A incrível versatilidade desse elemento permite que ele esteja no simples carvão do churrasco e que forme materiais complexos como os nanotubos de carbono, com inúmeras aplicações na vida moderna. Por outro lado, é considerado o grande vilão do aquecimento global, embora a responsabilidade pelo aumento de suas emissões seja, na verdade, dos humanos.

Sem ele, a vida não seria possível. O carbono, primeiro elemento do grupo 14 da tabela periódica, é o principal responsável pela vida na forma como a conhecemos. Tudo que é vivo na Terra é constituído por um grande número de moléculas baseadas em carbono, que, junto com nitrogênio, hidrogênio e oxigênio, corresponde a praticamente 98% dos elementos químicos presentes em qualquer organismo. Mas, nesse quarteto, o papel central é do carbono.

Parece impossível acreditar, mas o diamante e o grafite (usado nos lápis) possuem exatamente a mesma composição química: somente átomos de carbono. Mas, se são formados exclusivamente pelo mesmo elemento químico, como podem ser tão diferentes? A resposta está na característica que faz do carbono o ‘elemento da vida’: as diversas formas como seus átomos de carbono se ligam e se organizam são capazes de originar substâncias muito diferentes. No diamante, cada átomo de carbono está diretamente ligado a outros quatro, que, por sua vez, estão ligados a outros quatro, e assim sucessivamente. Já no grafite, cada átomo de carbono se liga a outros três, todos no mesmo plano, formando estruturas que se parecem com o desenho de uma colmeia, originando folhas planares com um único átomo de espessura. Várias dessas folhas se empilham umas sobre as outras, como se fossem um pão de forma ou um monte de cartas de baralho, formando o grafite.

Uma das propriedades do grafite é sua ‘maciez’, que se deve justamente ao deslizamento dessas folhas umas sobre as outras, por fricção. Quando escrevemos, o pedaço de grafite que sai do lápis e fica grudado no papel foi rompido por esse deslizamento das folhas, causado pela fricção do papel sobre o lápis. Já o diamante é extremamente duro, decorrente da estrutura formada pelas quatro ligações químicas de cada átomo.

(Fonte: adaptado da Revista Ciência Hoje, agosto/2019.)