Realizado em Teresina/PI, de 28 a 30 de Julho de 2013.
ISBN: 978-85-85905-05-7
TÍTULO: SOFTWARES DE MODELAGEM MOLECULAR APLICADOS AO ENSINO DE GEOMETRIA MOLECULAR: TECNOLOGIA E INOVAÇÃO EM SALA DE AULA
AUTORES: Silva, J.S. (IFAL) ; Silva, L.L.I. (IFAL) ; Lobo, E.S. (FACULDADE PIO X) ; Freitas, A.J.D. (IFAL)
RESUMO: Os arranjos espaciais das moléculas determinam várias de suas propriedades, tais
como sabor, ponto de ebulição e solubilidade. Em sala de aula, podem existir
inúmeras dificuldades no sentido de associar o modo como os compostos se
arranjam espacialmente. O presente estudo visa avaliar os resultados do emprego
de softwares de modelagem molecular durante as aulas de geometria molecular. Foi
realizado estudo de caso com 120 alunos de 2º anos do Ensino Médio Integrado do
Instituto Federal de Alagoas, Campus Maceió. A amostra foi dividida em dois
grupos, A e B, compostos por alunos tiveram (A) e que não tiveram contato (B)
com esses softwares. Todos os alunos foram avaliados. O grupo A exibiu melhores
resultados, uma vez que associou as moléculas às suas geometrias com maior
eficiência.
PALAVRAS CHAVES: Geometria Molecular; Tecnologias; Modelagem Molecular
INTRODUÇÃO: As moléculas têm forma e tamanho espacial definido pelos ângulos e distâncias
entre os núcleos de seus átomos constituintes. A forma e o tamanho de uma
molécula de determinada substância determinam enormemente as suas propriedades.
A geometria molecular descreve o arranjo espacial do átomo central e dos átomos
ligados diretamente a ele. Esta pode assumir várias formas geométricas,
dependendo dos átomos que a compõem (Atkins & Jones, 2012).
Na maioria das escolas, as formas espaciais moleculares, em Química, são
estudadas antes da geometria espacial, em Matemática. Sendo assim, não há um
contato prévio com as formas espaciais e o aluno sofre uma limitação no sentido
da compreensão das formas moleculares.
Segundo Gauster (2003 apud Neto & Silva, 2008), a representação bidimensional é
o idioma universal natural dos químicos. Para o autor, estes diagramas de
estruturas são modelos e são projetados para fazer as moléculas mais
concebíveis. Nela, os átomos são caracterizados pelos símbolos e os elétrons
unidos valendo-se de linhas. Porém, o diagrama da estrutura química é
incompleto, pois simplifica a representação da molécula ao demonstrar apenas
átomos unidos e a ligação existente. No entanto, a representação 3D
apresenta uma quantidade maior de informações como a posição
dos átomos no espaço, o ângulo e a distância entre eles na construção da
molécula, apresentando-se como uma poderosa ferramenta didática que pode
fornecer suporte no desenvolvimento da temática Geometria Molecular através de
softwares de modelagem molecular.
O objetivo geral do estudo foi realizar uma análise comparativa do desempenho de
alunos que tiveram e que não tiveram, durante as aulas sobre geometria
molecular, contato com as representações tridimensionais geradas por softwares.
MATERIAL E MÉTODOS: Para subsidiar este trabalho, recorreu-se à pesquisa qualitativa, que se
consolidou em um Estudo de Caso. O estudo foi voltado para 120 alunos dos 2º
anos do ensino médio técnico na modalidade integrada, do Instituto Federal de
Alagoas, Campus Maceió.
O público discente foi dividido em dois grupos, A e B. Os alunos que tiveram o
contato com alguma espécie de software de modelagem molecular durante a
ministração das aulas sobre geometria molecular, durante o 1º ano do ensino
médio, compunham o grupo A. Os que não tiveram acesso, durante as aulas, à
visualização das moléculas em três dimensões por meio de softwares compuseram o
grupo B. O grupo A continha 56 alunos, e o grupo B, 64. Foram escolhidos alunos
dos 2º anos porque o objetivo do trabalho é avaliar o quão efetivo foi o
processo de aprendizagem durante as aulas das quais os discentes participaram no
1º ano. Todos os alunos foram submetidos à aplicação de questionário avaliativo,
visando investigar se eles saberiam prever a geometria de algumas moléculas
simples, dada sua fórmula molecular.
O questionário foi aplicado com o objetivo de obter informações diretamente do
aluno, através de um formulário, com cinco questões, visando delinear um perfil
desse aluno e verificar suas habilidades. Avaliou-se também se compreendiam
quais as influências do arranjo molecular nas propriedades físico-químicas das
substâncias. Os compostos contidos no questionário foram: água (H2O), amônia
(NH3), dióxido de carbono (CO2) e hexafluoreto de enxofre (SF6).
Foi feito o estudo comparativo do desempenho de ambos os grupos, contrastando os
resultados obtidos.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Diante dos dados coletados, a pesquisa trouxe resultados que nos permitiu
entender que, dentre os alunos avaliados, 70% do grupo A e 15% do grupo B
demonstraram-se habilidosos na identificação da geometria molecular (Figura 1).
Conforme a análise comparativa realizada após a coleta dos dados, o grupo A
demonstrou melhor desempenho, com um índice correspondente a 82,7% dos acertos
no teste (Figura 1).
Analisando os dados, pode-se inferir que o grupo A apresentou uma facilidade
maior do que o grupo B para propor a conformação dos compostos e analisar a
geometria da estrutura. É possível explicar este fato, ao ser considerado que o
software apresenta estruturas no espaço, o que certamente facilita quando se tem
que trabalhar apenas no plano.
A água é uma molécula angular e na identificação de sua estrutura, o grupo A
obteve um percentual correspondente a 83,8% dos acertos, e o grupo B, 16,2%.
Para o NH3, uma molécula piramidal trigonal, com grau de dificuldade médio,
82,9% dos acertos dizem respeito ao grupo A. A molécula de dióxido de carbono
apresenta geometria linear, com uma angulação de 180º. Nesse caso, foi notada a
menor disparidade, com o grupo A obtendo 77,8% dos acertos, e o grupo B, 22,2%.
Para o composto SF6, uma molécula octaédrica, com o maior grau de dificuldade, o
grupo B encontrou maior dificuldade para construir e analisar a geometria da
fórmula do que o grupo A, sendo o primeiro correspondente a apenas 13,8% das
respostas corretas (Figura 2).
O grupo B alegou que é difícil de entender uma estrutura sem alguma forma de
visualização prévia. No grupo A, a maioria dos alunos respondeu que a utilização
do software favorecia a uma melhor compreensão, os auxiliando na execução das
atividades propostas.
Figura 1
Desempenho dos grupos A e B
Figura 2
Percentual de composição dos acertos.
CONCLUSÕES: O trabalho trouxe considerações relevantes sobre o processo de ensino e
aprendizagem com a utilização de softwares de modelagem molecular no ensino de
química, tendo em vista que os alunos necessitam de aulas que permitam proximidade
com os conteúdos. Nessa perspectiva, quando os discentes têm o contato visual com
a estrutura molecular durante o processo, conseguiram associar com maior
eficiência a molécula ao seu arranjo e geometria.
AGRADECIMENTOS: Ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Alagoas. Aos docentes
Jaceguai Soares e Demetrius Morilla.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ATKINS, P; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. Tradução técnica: Ricardo Bicca de Alencastro. 5.ed. Porto Alegre: Bookman, 2012. 922p.
FRANCO NETO, J. R.; SILVA, R. M. G. Technologies in molecular geometry teaching. Publicatio Ciências Humanas, Linguística, Letras e Artes. v.16, n.2, p.261-275, 2008.