Por que grafite e diamante, formados apenas por carbono, apresentam propriedades físicas tão diferentes?
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Identificar modelos que descrevem a estrutura da matéria (constituição do átomo e composição de moléculas simples) e reconhecer sua evolução histórica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Por que grafite e diamante, formados apenas por carbono, apresentam propriedades físicas tão diferentes?
- A) Porque a cor do grafite e do diamante determina suas propriedades físicas, mesmo sendo feitos do mesmo elemento.
- B) Porque cada porção de diamante tem mais átomos de carbono do que uma porção igual de grafite.
- C) Porque o diamante contém água em sua composição, enquanto o grafite é formado somente por carbono.
- D) Porque o grafite e o diamante são formados por elementos químicos diferentes, apesar de terem o mesmo nome.
- E) Porque os átomos de carbono estão organizados de maneiras diferentes: grafite com camadas planas e ligações em planos; diamante com rede tetraédrica tridimensional.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Grafite e diamante são formas alotrópicas do carbono, ou seja, são substâncias simples formadas pelo mesmo elemento químico (carbono), mas com arranjos atômicos diferentes.
- No grafite, cada átomo de carbono se liga a outros três átomos no mesmo plano, formando camadas hexagonais planas. As camadas se mantêm unidas por forças fracas, o que permite que deslizem umas sobre as outras; por isso o grafite é macio e conduz eletricidade (há elétrons livres entre as camadas).
- No diamante, cada átomo de carbono se liga a quatro outros átomos formando uma rede tetraédrica tridimensional com ligações covalentes fortes e rígidas; por isso o diamante é extremamente duro e não conduz eletricidade.
- Analisando as alternativas: A está errada porque a cor não determina propriedades físicas, e a cor é consequência da estrutura, não causa. B está errada porque a quantidade de átomos depende da massa e do volume da porção, e uma porção igual de ambos (mesma massa) tem o mesmo número de átomos de carbono. C está errada porque o diamante é formado somente por carbono e não contém água em sua composição. D está errada porque ambos são formados pelo mesmo elemento químico, o carbono.
- Portanto, a alternativa E é a correta, pois descreve a diferença de organização dos átomos (arranjo em camadas planas no grafite e rede tridimensional no diamante) como a causa das diferenças de propriedades físicas, em concordância com o gabarito oficial.
💡 Dica: Relacione a organização dos átomos de carbono às propriedades dos materiais.
Alternativa por alternativa
O aluno acha que a cor, uma característica visível, é a causa das propriedades físicas, quando na verdade a cor é apenas uma consequência da estrutura interna.
O aluno confunde a quantidade de átomos com a estrutura do material, imaginando que o diamante tem mais carbono por porção, quando uma mesma massa de ambos contém o mesmo número de átomos.
Por que engana: Atribuir as diferenças entre grafite e diamante à composição química, à cor ou à presença de outras substâncias, sem considerar o arranjo dos átomos de carbono.
O aluno supõe que o diamante contém água, possivelmente por associar a transparência ou a formação natural de gemas a algum tipo de hidratação, sem base no conceito de que o diamante é substância simples de carbono.
O aluno acredita que, por terem nomes ou aparências diferentes, grafite e diamante devem ser formados por elementos químicos distintos, confundindo substância com elemento e formas alotrópicas com elementos diferentes.
Mesmo sendo formados apenas por carbono, grafite e diamante têm propriedades diferentes porque seus átomos se ligam e se organizam de modos distintos.
Raio-X da questão
Alotropia e estrutura do carbono
avaliacao
Elemento químico e átomos · Estrutura e ligações químicas
Revise como diferentes arranjos dos átomos de carbono formam grafite e diamante com propriedades distintas.
Atribuir as diferenças entre grafite e diamante à composição química, à cor ou à presença de outras substâncias, sem considerar o arranjo dos átomos de carbono.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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