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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Melo, Marlene Rios
Título: Estrutura Atômica e Ligações Químicas - Uma Abordagem para o Ensino Médio
Ano: 2002
Orientador: Prof. Dr. Pedro Faria dos Santos Filho
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Ensino de química, Modelos atômicos, Interações eletrostáticas, Atração simultânea
Resumo: No ensino de Química praticado em qualquer nível, os tópicos Estrutura Atômica e Ligação Química são de fundamental importância. Apesar disso, a abordagem que os mesmos recebem, tanto nas aulas quanto nos livros didáticos, parece ser inconveniente. Isso é consequência de uma linguagem fragmentada, que envolve muitos conceitos que são inadequadamente conectados. Além disso, o conceito de modelo, fundamental no ensino de química, praticamente não é abordado. Os modelos atômicos são apresentados nos livros didáticos, através de um desenvolvimento histórico inadequado, dando a impressão de que os mesmos são descobertas e não são criações científicas. O modelo do orbital atômico, adotado no ensino médio, vem acompanhado de analogias que o distorcem, e este não é adequadamente conectado à tabela periódica. Esta, por sua vez, acaba sendo decorada e não interpretada, e também não é utilizada para compreender as ligações químicas. Estas ligações são justificadas pela regra do octeto, porém esta regra não justifica o comportamento macroscópico dos compostos iônicos e moleculares. Diante desta situação, elaboramos um texto direcionado para professores que atuem no ensino médio. Ele traz uma abordagem diferente daquela normalmente utilizada para este tema, onde os problemas ressaltados anteriormente são minimizados. Este texto apresenta um desenvolvimento histórico que enfatiza a criação de modelos para a matéria, ressaltando o conceito, a importância e os principais cuidados quando da apresentação do modelo atômico. Isto é feito para que o aluno o aceite como uma construção científica, sujeita à alterações. Adota-se o Modelo Atômico de Bohr, assim chamado no ensino médio, para justificar as informações contidas na tabela periódica e a formação das ligações químicas. A tabela periódica, com seus dados de energia de ionização e afinidade eletrônica, é utilizada para justificar a formação de íons, que dão origem ao composto iônico; o arranjo e as propriedades destes compostos são justificadas pela maior atração entre íons de cargas opostas e menor repulsão entre íons de mesma carga, e não pela regra do octeto. O termo ligação iônica é abandonado e substituído por interações eletrostáticas. Na abordagem da ligação covalente, o termo ligação covalente dativa é abandonada. Além disso, também não se utiliza a regra do octeto para explicar a formação da ligação covalente, mas sim, a maior atração simultânea entre os átomos que compõem a molécula. Os modelos moleculares, elaborados pela construção das estruturas de Lewis, são avaliados pela densidade de carga, recurso não utilizado no ensino médio, e pelo comportamento macroscópico dos compostos covalentes. Já a ligação metálica utiliza-se do modelo do "mar de elétrons" para justificar o comportamento macroscópico das substâncias que apresentam esse tipo de ligação, ou seja, não se utiliza a regra do octeto. Neste trabalho utiliza-se uma sequência não fragmentada, começando pelo entendimento e valorização adequados do termo modelo, utilizado durante todo o trabalho. O estabelecimento de um modelo atômico simples, embora não seja o mais completo, é o mais prático no processo de aprendizagem. Esse modelo atômico auxilia a compreensão da tabela periódica, que não é decorada mas sim interpretada à medida que o conteúdo exige. Ela serve de apoio para o estabelecimento de modelos iônicos, moleculares e metálicos, que justificam o comportamento macroscópico dos compostos. Ao longo de todo o texto, tenta-se estabelecer uma linha de raciocínio única, para que o aluno compreenda a razão de aprender cada um dos conceitos e modelos apresentados nessa fase de aprendizagem. Esse trabalho foi avaliado por professores que atuam no ensino médio, tanto da rede pública quanto da particular, para que estes indicassem as dificuldades e as vantagens da aplicação desta proposta. Os resultados são animadores e apontam para uma boa aceitação da mesma.
Abstract: Atomic Structure and Chemical Bonding are very important topics in any level of chemistry teaching. Despite, the approach they receive in books and during the classes seems to be inconvenient. This is a consequence of a fragmented language, which involves many concepts that are inadequately connected. Furthermore, the concept of "model", which is fundamental in teaching chemistry, is not approached. In most of the books, atomic models are presented using a inadequate historical development, looking like discoveries and not scientific creations. The atomic model adopted in high schools makes use of analogies that distorts it at the same time that the model is not appropriately connected to the periodic table. Finally, most of the time the periodic table is memorized and not interpreted nor used in the understanding of chemical bonds. Normally, they are justified using the octet rule which does not justify the macroscopic behaviour of the ionic and molecular compounds. Due to this situation, we elaborated a text addressed to secondary school teachers. In comparison with the material used up to date, this text shows a different approach, in which the major problems currently encontered are minimized. This proposal presents a historical development that emphasizes the creation of models for matter, standing out the concept, the importance and the main cares when showing the atomic model. The purpose of that is the acceptance of the model as a scientific construction which can be modified. The Bohr Atomic Model is used to justify the information on the periodic table and the chemical bonding formation. The periodic table, with its ionization energy and electron affinity data, is used to justify the formation of the ions which constitutes the ionic compounds. The arrangement and properties of these compounds are justified by considering the greater attraction among ions of opposite charges and the smaller repulsive forces among ions of the same charge. The term "ionic bonding" is substituted for "electrostatic interactions". Dealing with covalent bond, the expression "dative covalent bond" is omited. Also, the octet rule is not used to explain the formation of covalent bonds; instead, the simultaneous attraction among atoms in molecules is used. The molecular models, suported by Lewis structures, are appraised by charge density and macroscopic behaviour of molecular compounds. On the other hand, the metallic bond is based on the "electron sea model" to justify the macroscopic behaviour of substances that present this type of interaction. Again, the octet rule is not used. The sequence used in this txt is not fragmented. It starts an understanding of the term "model" which is used all over the text. The establishment of a simple model to the atom is a better practice in the learning process. This atomic model gives a good understanding of the periodic table, which is not memorized but interpreted as the text demands. It works as a support for the establishment ionic, molecular and metallic models justifing the macroscopic behaviour of compounds. Along the whole text, the development of a unique reasoning line is prioritized, in such a way that the student understands the reason of learning each of the concepts and models presented in this learning stage. This work was evaluated by teachers who teach in the secondary public and private schools, in order to indicate the advantages and difficulties of application this proposal. The results are encourageous and point for a good acceptance of this work.
Arquivo (Texto Completo): vtls000309606.pdf (tamanho: 6,38MB)

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