Autores

Freitas, M.O. (UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIÁRIDO) ; Leite, R.H.L. (UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIÁRIDO) ; Freitas, C.I.A. (UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIÁRIDO)

Resumo

A química é uma ciência que apresenta muitos conceitos e uma diversidade de informações que podem parecer incompreensíveis aos alunos. Exigindo, muitas vezes, um entendimento espacial dos modelos apresentados, é preciso recorrer à utilização de modelos tridimensionais. Nesse momento, muitas vezes a falta de materiais adequados e de fácil acesso, torna esta atividade inviável. Este trabalho apresenta a modelagem de orbitais s e p, além de representações das moléculas do metano e eteno, utilizando massa de modelar como material alternativo. Um questionário foi realizado e os resultados apontaram que esta metodologia constitui uma alternativa de ampliar os conhecimentos de conceitos abstratos existentes na disciplina de química orgânica.

Palavras chaves

modelos moleculares; ensino de química; orbitais moleculares

Introdução

As dificuldades associadas ao ensino e à aprendizagem de Química perpassam, geralmente, o aspecto abstrato dessa ciência. Lidar com aspectos intangíveis aos nossos sentidos proporciona uma sensação de inépcia e vulnerabilidade do que é possível apreender frente à amplitude e complexidade do universo em que estamos inseridos (FERREIRA e JUSTI, 2008).A química é uma ciência que apresenta muitos conceitos e uma diversidade de informações que podem parecer incompreensíveis aos alunos. Como exige, muitas vezes, um entendimento espacial dos modelos apresentados, é preciso recorrer à utilização de modelos tridimensionais. Nesse momento, muitas vezes a falta de materiais adequados e de fácil acesso, além da dificuldade da execução, torna esta atividade inviável. Constantino e Souza, (1998) relataram a existência de modelos produzidos por vários fabricantes, mas com sua relativa inacessibilidade no Brasil e o preço relativamente elevado dificultam a sua aquisição. As hibridizações do carbono e a forma que seus orbitais assumem frente a cada tipo de hibridização, sp3, sp2 ou sp ,utilizadas para a formação das mais variadas moléculas orgânicas, são apresentadas nos livros em forma de figuras planas, o que dificulta o entendimento pelos discentes da real forma dos mesmos, ou seja, as formas tridimensionais. Com este trabalho pretende-se apresentar a massa de modelar como ferramenta de ensino para formar modelos espaciais dos orbitais envolvidos nas ligações de moléculas orgânicas, notadamente o orbital “s” e os orbitais “p”, associar as diversas formas geométricas inerentes a suas respectivas hibridizações e ainda, utilizando as informações e conceitos montar as moléculas do metano e do etano.

Material e métodos

Primeiro houve a explanação pelo docente do conteúdo referente aos vários tipos de hibridização que o átomo de carbono apresenta e as formas dos orbitais envolvidos nos vários tipos de ligação, simples, dupla ou tripla, para a turma de Química Orgânica dos cursos de Engenharia de Pesca e Ecologia da Universidade Federal Rural do Semiárido (UFERSA). Em seguida, nove grupos com no máximo quatro alunos se reuniram e a estes foi proposta a elaboração dos orbitais mencionados e fez-se o seguinte questionamento: “O átomo de carbono, no estado fundamental, apresenta dois elétrons p desemparelhados. Sendo assim, ele só poderia formar duas ligações sigma. Explique fazendo modelos representando os átomos e orbitais nas seguintes moléculas, como ele pode fazer quatro ligações”. Utilizando para tal massa de modelar, foi utilizada a técnica de modelagem dos orbitais moleculares “s” e “p”. Cada grupo possuía uma ou mais caixas de massa de modelar em cores variadas e palitos roliços de madeira (palitos de dentes). As equipes foram orientadas a modelar o orbital “s” como uma esfera (Figura 1). Para os orbitais“p” foram modelados três alteres (representando px, py e pz)(Figura 2, em cores diferentes, com os palitos como suporte; em seguida os três alteres foram reunidos e dispostos perpendicularmente entre si. Foi também proposto que fizessem as moléculas do etano e eteno, utilizando os mesmos materiais. A geometria das moléculas deveria ser respeitada. Após as atividades, questionários foram distribuídos para avaliar a receptividade dos discentes com relação ao uso deste material no processo de aprendizagem da química.

Resultado e discussão

Após as atividades, questionários foram distribuídos para avaliar a receptividade dos discentes com relação ao uso deste material no processo de aprendizagem da química. Um total de 96,3% dos discentes considerou que a atividade realizada com massa de modelar estimula a participação em sala de aula. Quando questionados sobre a compreensão do conteúdo com a explanação do professor utilizando somente os recursos do quadro branco e datashow serem suficientes, 55,6% responderam que “não”. A resposta “sim”, com total de 100% da turma, foi atribuída para os seguintes questionamentos: sobre a compreensão das formas dos orbitais com o uso de massa de modelar ser útil no aprendizado; trabalhar com massa de modelar com o objetivo de ampliar os conhecimentos da química é útil. Com respeito à utilização desta metodologia em outros tópicos da química orgânica, 92,6% responderam “sim”. A utilização de modelos e sua eficácia é relatada por Souza e Cardoso (2009) que afirma que o termo “modelo” pode assumir diferentes significados, dependendo do contexto e do objetivo do interlocutor quando dele fizer uso e no que se refere à sua utilização dentro das ciências naturais ele pode referir-se, por exemplo, a um modelo físico. É o caso da utilização de bolinhas e bastões para a representação de átomos e moléculas, ou a elaboração de um desenho para o mesmo fim. O modelo pode ser uma representação imaginária de uma situação proposta ou objeto, o que veremos tratar-se de um modelo mental.

Representação do orbital s


Representação do orbital p

Conclusões

Trabalhar modelos de orbitais atômicos e construir modelos moleculares utilizando materiais alternativos, de baixo custo e fáceis de manusear, constitui uma alternativa de ampliar os conhecimentos de conceitos abstratos existentes na disciplina de química orgânica. Além de ser uma dinâmica que quebra a rotina de educação clássica, esta atividade é motivadora, pois incentiva a participação do discente e socializadora, por ser uma atividade em grupo.

Agradecimentos

Referências

CONSTANTINO, M.G. e SOUZA, A.X. Modelos para o carbono sp3: quatro pirâmides no tetraedro. Química Nova, 21(5), 662-665, 1998.

FERREIRA, P.F.M. e JUSTI, R.S. Modelagem e o “Fazer Ciência”. Química Nova na Escola, 28, Maio 2008.

SOUZA, K. A. F. D; CARDOSO, A. A.. A formação em química discutida com base nos modelos propostos por estudantes de pós-graduação para o fenômeno de dissolução. Química Nova, 32(1), 237-243, 2009.