ÁREA: Ensino de Química
TÍTULO: CONSTRUÇÃO DE UM MODELO DE DENSIDADE ELETRÔNICA
AUTORES: OLIVEIRA, A.P. (IFRJ-NILÓPOL) ; CASTRO,D.L. (IFRJ-NILÓPOL)
RESUMO: RESUMO: A idealização destes modelos físicos de densidade eletrônica surgiu a partir da observação de alguns livros de química que utilizam figuras coloridas de modelos moleculares criados por modelagem molecular, especialmente os mapas de potencial eletrostático que representam a distribuição de cargas nas moléculas. O uso de modelos no Ensino de Ciências é comum e necessário para elucidar teorias cientificamente aceitas. O presente trabalho propõe a utilização de modelos físicos de densidade eletrônica para facilitação do ensino de química. E partindo do concreto para o abstrato, ter um recurso didático que auxilie na compreensão dos conceitos relativos a densidade eletrônica.
PALAVRAS CHAVES: densidade eletrônica, potencial eletrostático, ensino de química.
INTRODUÇÃO: Nossos sentidos não podem perceber o mundo submicroscópio, que é um dos objetos de estudo da química, por isso o químico faz uso de modelos que são representações simplificadas ou idealizadas de um mundo real, mas imperceptível aos nossos olhos (ROQUE; SILVA, 2007).
O uso de modelos explicativos em Ciência é comum e necessário para elucidar teorias cientificamente aceitas. Este é um recurso didático que facilita o processo ensino-aprendizagem, principalmente de conceitos abstratos, como exemplos: as ligações químicas, a eletronegatividade dos átomos envolvidos nas ligações e a densidade eletrônica das moléculas.
A maioria dos modelos físicos utilizados nas aulas de química do ensino médio, tem como objetivo principal elucidar a estrutura espacial da molécula e a conectividade entre os átomos. Mas estes modelos não dão conta de explicar a distribuição de cargas elétricas das moléculas ou aglomerados iônicos. Neste contexto o presente trabalho privilegia a natureza elétrica das moléculas ou aglomerados iônicos no tridimensional através de modelos físicos que utilizam as cores para representar a densidade eletrônica da substância.
Os objetivos deste trabalho consistem em: propor a utilização de um material didático para as aulas de química do ensino médio que auxilie o entendimento do mundo submicroscópico investigado pela química; que os modelos físicos de moléculas e aglomerados iônicos propostos possam ser úteis para facilitar a aprendizagem de abstrações do conhecimento químico envolvendo eletronegatividade.
MATERIAL E MÉTODOS: Construção do modelo físico de densidade eletrônica: o conjunto de modelos físicos de densidade eletrônica foi confeccionado de forma artesanal, sendo utilizado como matéria prima: isopor, verniz, lixa d’água e PVA (massa para biscuit) nas cores: vermelha, verde, amarela, azul escuro e azul claro. A forma dos modelos moleculares é baseada na estrutura tridimensional mais próxima a da nuvem eletrônica que contorna a molécula e sua cor varia do azul ao vermelho de acordo com a distribuição de cargas na superfície da molécula ou aglomerado iônico. A mera observação do modelo físico de densidade eletrônica não permite distinguir de quais átomos são formadas as moléculas ou aglomerados iônicos (exceto para profissionais da área de modelagem molecular). Sendo necessário saber sua fórmula molecular e ter conhecimento da eletronegatividade dos átomos envolvidos, para então prever a posição de seus respectivos átomos. Para organizar o trabalho, utilizou-se uma caixa de madeira com divisórias, na qual há a identificação de cada modelo e também a escala de cores que varia do azul (representa menor densidade eletrônica) ao vermelho (representa maior densidade eletrônica) baseado nas cores do espectro eletromagnético visível.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: O professor de química utiliza as mais variadas representações de átomos e moléculas durante as aulas. No quadro de giz as fórmulas moleculares e os modelos em perspectiva são as mais comuns. A primeira utiliza-se nas equações químicas e a segunda para elucidar a disposição dos átomos no espaço, que justificam inúmeras reações químicas. Apresentar aos alunos estas representações juntamente com o modelo físico de densidade eletrônica permitiu que eles compreendessem a importância destas representações e que são apenas formas diferentes de “visualizar” a molécula.
O modelo físico de densidade eletrônica pode ser usado também para ilustrar que os elétrons da ligação π estão deslocalizados na molécula (representada pelo círculo vermelho). Este modelo explica a estrutura dos cristais de benzeno que mantém interações perpendiculares entre os anéis, ou seja, a parte positiva associada ao hidrogênio de uma molécula interage com a face negativa (círculo vermelho) de outra. (SOLOMONS; FRYHLE, 2001).
CONCLUSÕES: O uso de modelos físicos no ensino de química é essencial para a compreensão do mundo submicroscópico que a química investiga. Cabe ao professor buscar artifícios que auxiliem o processo ensino-aprendizagem. Este trabalho, apresenta mais um recurso didático para as aulas de química, que auxilie na compreensão de conceitos abstratos como eletronegatividade, e objetiva propiciar ao educando a compreensão que a incerteza faz parte do saber químico, pois os modelos podem ser modificados de acordo com o que se pretende ensinar, além de evoluírem a partir de novas descobertas científicas.
AGRADECIMENTOS: O Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia - Campus Nilópolis, pela realização do trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ROQUE, N. F.; SILVA, J. L. P. B. A Linguagem Química e o Ensino da Química Orgânica. Química Nova, São Paulo, v. 31, n.4, abr. 2007. Disponível em: <http:// quimicanova. sbq.org.br/qn/qnol/2008/vol31n4/33-ED08026.pdf >. Acesso em: 26 abr. 2007.
SOLOMONS, T. W.G.; FRYHLE, C. B. Química Orgânica. 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001.
