2º Bimestre
Apresentação Geral do Bimestre
O foco deste bimestre é a compreensão dos modelos microscópicos da matéria. Esse tema do por- quê da superação do modelo atômico de Dalton, diante das propostas de Thomson e, posteriormen- te, Rutherford-Bohr. Em decorrência deste histórico, o aluno deverá estar apto a compreender os consti tuintes fundamentais do átomo, desembocando nas noções simplifi cadas no modelo quânti co moderno. Para evitar o grave equívoco de se ler a Química ou a Ciência como uma cadeia monolíti ca de acertos, propõe-se investi gar os modelos que também concorreram com as ideias atomistas e por muito tempo receberam maior reconhecimento. Este bimestre termina com uma introdução na visão geral da tabela periódica.
Ao fi nalizar este bimestre, os alunos devem ser capazes de compreender os fundamentos da linguagem química, que se baseia no modelo atômico e se consagra em sua síntese mais notável, a tabela periódica.
A linguagem da química - Construção do modelo atômico (Tema 1)
O aluno já estudou algumas propriedades da matéria e conheceu o modelo atômico de Dalton, no bimestre anterior. Com esse conhecimento, pode-se orientar o aluno a entender a busca de novos modelos atômicos como uma necessidade de se alcançar a compreensão do comportamento da matéria. O modelo de Dalton não consegue apresentar respostas para muitas questões como, a conduti vidade elétrica de alguns materiais, a emissão de radiação, a tensão superfi cial da água, as diferentes cores dos fogos de arti fí cio, etc.
A parti r do material disponibilizado ao aluno, este será capaz de entender o desenvolvimento do modelo atômico no contexto histórico e com o seu senso críti co, observar que a ciência está em constante movimento e evolução. Com uma abordagem histórica, também será possível ao aluno, perceber a Ciência como uma construção humana e relacionar algumas descobertas com o momento histórico da nossa sociedade (ex.: desenvolvimento de novas teorias sobre o átomo e a construção da bomba atômica na Segunda Guerra Mundial).
O aluno será informado através de material de apoio, da existência de leptons, quarks, mesons e outras subpartí culas existentes, tão distante dos modelos dos livros didáti cos.
Na distribuição eletrônica de Linus Pauling propõe-se uma apresentação dos níveis e subníveis de um átomo (de acordo com o modelo quânti co), preparando o aluno para compreender a atual organização da tabela periódica (assunto do fi nal do bimestre) e também será um conhecimento facilitador para o estudo de ligações químicas
Sua avaliação poderá ser feita tanto através dos métodos tradicionais, como provas ou através de fi lmes, textos, mencionados como material de apoio, com perguntas perti nentes a estes.
Apresentação Geral do eixo temáti co
Conexões com Habilidades e Competências
Caracterizar os consti tuintes fundamentais do átomo (próton, elétron e nêutron) e compreender a construção do modelo atômico como um processo histórico (isto é, reconhecer a existência do elétron para a concepção do modelo atômico de Thomson; compreender a radioati vidade como um fenômeno natural e sua importância na evolução e o reconhecimento da existência do núcleo atômico do modelo atômico de Rutherford).
Obter noções simplifi cadas do modelo de átomo quânti co moderno, incluindo a existência das subpartí culas (quarks, léptons e bósons) e de outros modelos que também parti ciparam da evolução da ciência, como a visão anti atomista, vortex de Thompson.
Conhecer e aplicar a distribuição eletrônica usando o diagrama de Linus Pauling para átomos e íons.
1 - Construção de Modelos:
Objeti vo:
• Mostrar ao aluno que quanto mais recursos se dispõe para a construção de um modelo, mais próximo da realidade chegamos.
Material Necessário:
• 1 caixa de sapatos, 04 tampas que sirvam nesta caixa, um palito de churrasco, uma meia, um pedaço de plásti co transparente, um objeto qualquer (frasco conta-gotas, poti nho de sopa de bebê, recipiente plásti co, etc.)
Procedimento:
• Coloque o objeto escolhido dentro da caixa e tampe-a. Peça ao aluno que diga o que acha que tem dentro da caixa. Vale qualquer coisa menos abrir a caixa. Peça também que anote suas observações.
• Na segunda tampa faça pequenos furos (do diâmetro do palito de churrasco). Os furos não de- vem deixar que o objeto seja visto. Então, troque a primeira tampa por esta nova. Dê ao aluno o palito de churrasco como ferramenta. Peça então que ele faça uma nova análise do que acha que tem dentro da caixa. Ele pode enfi ar o palito pelos buracos. As observações devem ser anotadas.
• No centro da terceira tampa faça um furo redondo (10 cm de diâmetro). Prenda o cano da meia neste furo (pode usar um grampeador). Com esta tampa o aluno deve poder enfi ar a mão na meia de modo a tocar no objeto. Peça a ele que faça novas observações do que acha que há dentro da caixa.
• No centro da quarta tampa faça um grande corte retangular. Prenda neste espaço o plásti co transparente. Troque a terceira tampa por esta e entregue novamente ao aluno. Peça a ele que observe e faça suas conclusões.
Sugestões de Abordagem:
• Procure levar o aluno a pensar como é difí cil estabelecer o que há dentro da caixa se não enxe- garmos o que está lá. Procure relacionar esta ideia com a dos atomistas gregos e com a impor- tância da intuição (muitas vezes) na construção do conhecimento cientí fi co.
• Ao mudar as tampas procure ressaltar com o aluno como o ganho de novos recursos faz com que a imagem criada acerca do objeto (modelo) mude. Relacione as tampas às grandes desco- bertas cientí fi cas que levaram à construção de novos modelos atômicos (natureza elétrica da matéria, radioati vidade, etc.).
• Ao fi nal peça que cada grupo faça uma descrição do objeto de sua caixa para outro grupo. Pro- cure trabalhar a diferença entre descrição e interpretação. Ressalte com os alunos quais foram as observações experimentais observadas na construção de cada modelo e as diferencie das interpretações dadas por cada atomista.
Sugestões de ati vidades
2 - Ensaio de chama - uso de materiais alternativos.
Introdução
O ensaio de chama é um experimento importante para demonstrar como a excitação eletrônica resulta na emissão de luz, com diferentes cores para cada ti po de elemento. Com este experimento pode-se discuti r a existência de níveis e subníveis de energia nos átomos.
Materiais necessários: forminhas de empada, fósforos, álcool, sulfato de cobre, cloreto de cálcio, cloreto de sódio
Material - onde encontrar
* sulfato de cobre - em lojas de produtos de aquário ou “pet shop”
* cloreto de cálcio - nos supermercados, em produtos anti mofo.
Procedimento: colocar uma pequena porção de cada sal, em uma forminha diferente:
- forminha 1 - sulfato de cobre - forminha 2 - cloreto de cálcio - forminha 3 - cloreto de sódio
Pingar algumas gotas de álcool sobre cada porção de sal, conti do nas forminhas.
Aproximar um palito de fósforo aceso, de cada material, até queimar o álcool.
Observar a cor emiti da em cada queima.
Tempo de apresentação até 30 minutos.
Difi culdade média.
Segurança
requer cuidados básicos e deve ser realizada pelo professor.
Obs.: o experimento é uma adaptação do clássico Ensaio de Chama. Algumas variações podem ser feitas como uti lizar um palito de churrasco para coletar alguns cristais (de cada sal) e aproximá-lo da chama de uma lamparina. Seria importante complementar com comentários sobre os fogos de arti fí cio e a proposta de uma pesquisa sobre os materiais fl uorescentes e fosforescentes.
Alternati vamente, a excitação eletrônica pode ser promovida por uma corrente elétrica ao invés do uso de chama, como no vídeo htt p://www.youtube.com/watch?v=tMhXCG6k6oA. Use um fi o duplo com um interruptor e um plug, desses uti lizados em abajoures. Na ponta de cada fi o, co- necte um jacaré e um prego. Fixe esse aparato em um suporte e prenda um pickles (escorra o excesso de líquido) entre os dois pregos, tendo o cuidado para que as pontas dos pregos não se toquem. Ligue a tomada na corrente elétrica e depois “acenda” o pickles colocando o interruptor na posição “l
difi culdade - fácil
3 - Construção do modelo atômico de Rutherford
Material:
- Cartolina,branca
- 01 tampa de um pote pequeno de comprimidos
- cola branca
- missanguinhas pretas - missangas médias brancas - missangas médias vermelhas - 01 compasso
- tesoura
- canetas coloridas
Procedimento:
Desenhar num pedaço de cartolina de aproximadamente 20x20 cm primeiramente um circulo pequeno com o transferidor do tamanho da tampa do pote de comprimidos.
Colar a tampa na cartolina no primeiro circulo desenhado.
Desenhar mais 7 círculos um seguido do outro na mesma cartolina.
A tampa colada representará o núcleo do átomo e os 7 restantes os niveis de energia.
colar a tampa no circulo que representa o nucleo do átomo, em seguida escolha alguns elementos e represente o nucleo e a eletrosfera.
Dentro da tampa do pote:
coloque as missangas brancas representam os nêutrons e as missangas vermelhas os prótons não esquencendo que os tamanhos das missangas deverão ser iguais, pois a massa do próton é igual a massa do nêutron.
Nos círculos posteriores vá colando as missangas pretas que serão menores representando os eletrons.de acordo com o numero de elétrons em cada nivel de energia.
Comentários:
A parti r desse aprendizado o aluno terá uma visão do modelo atômico de Rutherford e entenden- do o mecanismo de troca de elétrons formação de íons, distribuição eletrônica.
Material do Curso Cecierj
O professor poderá encontrar, na internet, um grande número de materiais auxiliares para traba- lhar com seus alunos, especialmente no Portal de Professor: (htt p://portaldoprofessor.mec.gov.
br). Além disso, temos como sugestões:
• O periódico “Química Nova na Escola” apresenta diversos arti gos interessantes sobre o tema
“Modelos atômicos” especialmente aqueles ligados aos obstáculos à aprendizagem do mesmo.
Recomendamos a leitura dos arti gos “Concepções atomistas dos alunos” (htt p://qnesc.sbq.org.
br/online/qnesc01/aluno.pdf) e “Modelos Teóricos para a Compreensão da Estrutura da Maté- ria” (htt p://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/04/mod-teor.pdf).
• htt p://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc33_2/ O despertar da radioati vidade ao alvorecer do ´sé- culo XX. (Rodrigo da Silva Lima, Luiz Cláudio Ferreira Pimentel, Júlio Carlos Afonso) - Este traba- lho apresenta um resumo do impacto da radioati vidade na vida coti diana no início do século XX. O rádio foi considerado uma fantásti ca fonte de energia e de cura de doenças, tendo papel central no início da história da radioati vidade. Muitos produtos com radioati vidade adicionada e práti cas médicas a envolvendo foram lançados. Decorridos cerca de 30 anos após a descoberta da radioati vidade, a visão do ser humano acerca desta já era bastante diferente daquela do início do século XX.
• htt p://www.qnesc.sbq.org.br/online/qnesc03/quimsoc.pdf O átomo e a tecnologia (Mario Tolenti no e Romeu C. Rocha-Filho). Este arti go apresenta o ensino da estrutura do átomo como um rico manancial de fatos que resultaram em aplicações importantes ou explicaram fenôme- nos do dia-a-dia.
Material de apoio
Química no Coti diano - Tito e Canto - Vol 1 - Capítulos 5 e 6 (págs 78 a 112) Química ser Protagonista - Julio Lisboa - Vol 1 - Capítulos 7 (págs 108 a 139) Química Cidadã - Wilson Santos et al. - Vol 1 - Capítulo 5 (págs 168 a 209)
Química Ambiente e Cidadania - Martha Reis - Vol 1 - Cápitulos 11 a 14 (págs 178 a 234) Quimica - Morti mer e Machado - Vol 1 - Capítulo 6 ( págs 136 a 201)
Sugere-se consultar as orientações do manual do professor geralmente colocadas ao fi nal de cada volume.
Biologia/Geografi a: Neste mesmo bimestre do primeiro ano do Ensino Médio, a disciplina Bio- logia está abordando o foco “Transmissão da vida”, onde uma das habilidades trabalhadas será
“Correlacionar genéti ca, evolução e manutenção da vida na Terra”. Neste ponto, as possibili- dades de trabalhos interdisciplinares são enormes, já que a radioati vidade é uma das causas das mutações no material genéti co; assim, os docentes poderão trabalhar com seus alunos a compre- ensão de que as partí culas radioati vas advindas de processos de decaimento naturais são fatores para a surgimento aleatório de mutações naturais, que podem conferir aos organismos novas adaptações que os tornam mais aptos frente a pressões evoluti vas, além de produzir a variedade de espécies que vemos hoje nos diferentes biomas (tema que também estará sendo trabalhado em Geografi a nesse bimestre, relacionado à habilidade “Relacionar o clima a outros elementos que compõem a dinâmica terrestre, como por exemplo, a vegetação e demais característi cas es- pecífi cas de cada região”).
Também aqui é possível entender que essas mesmas partí culas podem causar mutações dele- térias para as células, levando ao surgimento de doenças como o câncer, a teratogenias e até mesmo a morte celular. Ao mesmo tempo, e pelos mesmos moti vos, essas radiações podem ser uti lizadas na radioterapia e nos processos de esterilização de alimentos por radiação gama.
Português/Sociologia/Filosofi a: Neste bimestre, um dos temas trabalhados nas aulas de Português é “charges e ti rinhas”, relacionando-as com o contexto políti co, histórico e social. Aqui temos um vasto campo de trabalho entre a Química e a produção textual no vernáculo, discuti ndo-se, por exemplo, o uso da energia nuclear. Não se pode esquecer, nesse ponto, que os alunos nessa faixa etária, costumam ter grande interesse em histórias de super-heróis, entre eles mutantes surgidos a parti r da ação da radioati vidade sobre o material genéti co. Uma proposta possível seria uma ati vidade interdisciplinar envolvendo a Química, a Biologia e o Português, pela criação/adaptação de heróis mutantes lidando com problemas brasileiros, ati vidade que ainda pode incorporar ha- bilidades trabalhadas nesse mesmo bimestre em Sociologia (“Compreender os problemas decor- rentes da visão etnocêntrica e relati vizar as diferenças culturais”) e em Filosofi a (identi fi cação do discurso míti co).
Física: Duas das habilidades trabalhadas pela disciplina de Física nesse bimestre são: “Reconhecer o modelo das quatro forças fundamentais da natureza: força gravitacional, força eletromagné- ti ca, força nuclear forte e força nuclear fraca” e “Reconhecer a diferença entre massa e peso e suas unidades de medida”. Estes pontos também permitem uma forte interação com as habili- dades trabalhadas na Química, relacionando a estruturação do núcleo atômico com a força forte e a força eletromagnéti ca, bem como relacionar a emissão de partí culas beta com a força fraca.
É possível, ainda, trabalhar conceitos relacionados às partí culas sub-atômicas, como o bóson de Higgs, que pode explicar a origem da massa.
(ENEM 2009)
O tema átomos não era abordado diretamente em questões do Enem até 2008, a parti r d2009 em diante ti vemos 2 questões que tratam do tema, conforme segue.
Enem 2009 - Os núcleos dos átomos são consti tuídos de prótons e nêutrons, sendo ambos os principais responsáveis pela sua massa. Nota-se que, na maioria dos núcleos, essas partí culas não estão presentes na mesma proporção. O gráfi co mostra a quanti dade de nêutrons (N) em função da quanti dade de prótons (Z) para os núcleos estáveis conhecidos.
Conexão com livro PNLD
Interdisciplinaridade
Sugestão de avaliação
O anti mônio é um elemento químico que possui 50 prótons e possui vários isótopos ― átomos que só se diferem pelo número de nêutrons. De acordo com o gráfi co, os isótopos estáveis do anti mônio possuem
a) entre 12 e 24 nêutrons a menos que o número de prótons.
b) exatamente o mesmo número de prótons e nêutrons.
c) entre 0 e 12 nêutrons a mais que o número de prótons.
d) entre 12 e 24 nêutrons a mais que o número de prótons.
e) entre 0 e 12 nêutrons a menos que o número de prótons.
Nível de difi culdade: Elevado
Gabarito Comentado:
Alternati va D. Pelo gráfi co observamos que com 50 prótons, os núcleos estáveis destes átomos apresentam número de nêutrons que varia entre 60 e um pouco mais do que 70. Logo o número de nêutrons é cerca de 12 a 24 unidades maior que o número de prótons.
(Enem 2009) Na manipulação em escala nanométrica, os átomos revelam característi cas peculia- res, podendo apresentar tolerância à temperatura, reati vidade química, conduti vidade elétrica, ou mesmo exibir força de intensidade extraordinária. Essas característi cas explicam o interesse industrial pelos nanomateriais que estão sendo muito pesquisados em diversas áreas, desde o desenvolvimento de cosméti cos, ti ntas e tecidos, até o de terapias contra o câncer.
LACAVA, Z. G. M; MORAIS, P. C. Nanobiotecnologia e Saúde. Disponível em: htt p://www.comcien- cia.br (adaptado).
A uti lização de nanopartí culas na indústria e na medicina requer estudos mais detalhados, pois a) as partí culas, quanto menores, mais potentes e radiati vas se tornam.
b) as partí culas podem ser manipuladas, mas não caracterizadas com a atual tecnologia.
c) as propriedades biológicas das partí culas somente podem ser testadas em microrganismos.
d) as partí culas podem atravessar poros e canais celulares, o que poderia causar impactos desconhecidos aos seres vivos e, até mesmo, aos ecossistemas.
e) o organismo humano apresenta imunidade contra partí culas tão pequenas, já que apresentam a mesma dimensão das bactérias (um bilionésimo de metro).
Nível de difi culdade: Médio
Gabarito: D
QUESTÕES (UFRRJ 2008)
”Matt el anuncia ‘recall’ de 18,6 milhões de brinquedos. Após 15 dias recolhendo brinquedos por excesso de chumbo na ti nta, a Matt el anuncia ‘recall’ de 18,6 milhões de brinquedos...”
Brincadeira de alto risco. In: Jornal O Globo, 27036, agosto, 2007.
O envenenamento por chumbo é um problema relatado desde a Anti güidade, pois os romanos uti lizavam este metal em dutos de água e recipientes para cozinhar. No corpo humano, com o pas- sar do tempo, o chumbo deposita-se nos ossos, substi tuindo o cálcio. Isto ocorre, porque os íons Pb+2 e Ca+2 são similares em tamanho, fazendo com que a absorção de chumbo pelo organismo aumente em pessoas que têm defi ciência de cálcio. Com relação ao Pb+2, seu número de prótons, nêutrons e elétrons são, respecti vamente:
(A) 82, 125 e 80.
(B) 82, 125 e 84.
(C) 84, 125 e 82.
(D) 82, 127 e 80.
Nível de difi culdade: Fácil
Gabarito Comentado:
Alternati va A. O átomos de chumbo pode ser representado por 82Pb207. Sendo assim seu nú- mero atômico (igual ao número de prótons) é 82. Como o número de massa (soma de protons e neutrons) é 207, obtem-se que o o número de neutrons é 125. O íon Pb+2 é um cáti on divalente (houve a perda de 2 elétrons), logo seu número de elétrons é 80.
(Uerj 2010) O selênio é um elemento químico essencial ao funcionamento do organismo, e suas principais fontes são o trigo, as nozes e os peixes. Nesses alimentos, o selênio está presente em sua forma aniônica Se2-. Existem na natureza átomos de outros elementos químicos com a mes- ma distribuição eletrônica desse ânion.
O símbolo químico de um átomo que possui a mesma distribuição eletrônica desse ânion está indicado em:
a) Kr b) Br c) As d) Te
Nível de difi culdade: Médio Gabarito Comentado:
Alternati va A. A distribuição deste âníon do selênio (que recebeu 2 elétrons) será dada por:
34Se2− = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
Assim o número de elétrons deste íon é igual a 36
Entre as alternati vas o único elemento que possui 36 elétrons é o 36Kr
Livros
• Marti ns, J. B. A História do Átomo - de Demócrito aos quarks. Editora Ciência Moderna. Rio de Janeiro. 2001.
Apesar de ser uma literatura para graduação, o autor desenvolve a história do átomo de forma natural e muito interessante.
Material de apoio ao professor
• Bryson, B. Breve história de quase tudo. Companhia da Letras. São Paulo. 2005
Nesta obra o autor passa de forma muito diverti da e agradável pela evolução do conhecimento humano. Uma óti ma fonte de consulta para quem gosta de Ciência de uma forma geral.
Arti gos
1 - htt p://www.qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/07/a04.pdf - A noção clássica de valência e o limiar da representacão estrutural (Waldmir Nascimento de Araujo Neto)
O arti go apresenta alguns fatos históricos relati vos ao período inicial de desenvolvimento da no- ção de valência química, considerada como a "Noção Clássica de Valência". São focalizados os aspectos derivados do programa de pesquisa da química orgânica, situados a parti r de meados do século XIX. Pretende-se caracterizar a infl uência da noção de valência como um construto crucial para o desenvolvimento de uma "Teoria Estrutural" e a premência de formas de representação que parti cipam como ferramenta heurísti ca em detrimento de uma função simbólica para um ob- jeto fí sico. A centralidade da noção de valência mantém-se por meio de seu valor histórico como uma referência na elaboração de formas de representação e de novos conceitos que permanecem ainda hoje na práti ca dos químicos.
2 - htt p://www.qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/07/a05.pdf - A representação pictórica de enti - dades quânti cas da Química (Osvaldo Pessoa Jr)
Neste arti go, exploramos o signifi cado das representações pictóricas de orbitais atômicos e mo- leculares apresentadas em textos didáti cos de Química. Salientando a existência de diferentes interpretações da teoria quânti ca, algumas mais realistas, outras mais positi vistas, sugerimos que diferentes avaliações do signifi cado das representações pictóricas podem ser adotadas no caso de átomos com um único elétron. Para o caso de átomos multi eletrônicos, descrevemos uma recente controvérsia a respeito da observabilidade de orbitais em ligações covalentes.
3 - htt p://www.qnesc.sbq.org.br/online/qnesc33_4/246-EEQ-6011.pdf - Constante de Planck:
Uma Nova Visão para o Ensino Médio (Silio Lima de Moura , Francisco Ivan da Silva, Francisco Carlos Marques da Silva e José Aroldo Viana dos Santos) - Este arti go descreve um experimento simples para a determinação da constante de Planck em sala de aula.
Vídeos e animações
• htt p://www.youtube.com/watch?v=tMhXCG6k6oA
Este vídeo mostra uma alternati va interessante ao experimento do ensaio de chama, onde íons sódio presentes em um “pickles” são excitados pela passagem de corrente elétrica. Além da discussão sobre o ensaio em si, este experimento também possibilita discuti r a presença deste íon nas conservas e em materiais biológicos.
• htt p://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_showatomico.htm
Neste síti o o professor encontrará um “quiz” sobre modelos atômicos e o ensaio de chama.
• htt p://pontociencia.org.br/experimentos-interna.php?experimento=567&RADIOATIVIDADE+AT RAVES+DE+EXPERIMENTOS++O+EXPERIMENTO+DE+BECQUEREL#top - Radioaati vidade através de experimentos - O experimento de Becquerel.
• htt p/youtube.com.br/mundosinvisiveis - videos de 1 a 9.
htt p//condigitalccead.puc.rio - Episódio: Modelos Atômico htt p://www.pontociencia.org.br/radioati vidade.htm
Alguns experimentos relacionados com o tema radioati vidade.
Seção saber mais para nossos alunos
Visão geral da tabela periódica (Tema 2)
Quase 100 elementos químicos formam a diversidade de substâncias naturais e sintéti cas que conhecemos no nosso dia-a-dia. Para o nosso aluno, é importante fazer uma leitura da tabela peri- ódica percebendo que todo o “alfabeto químico” encontra-se listado nesse quadro. Através do co- nhecimento prévio do diagrama de Linus Pauling o aluno poderá melhor interpretar a organização da Tabela Periódica segundo os níveis e os subníveis s, p,d e f. O conhecimento do enigma quími- co, ou seja o domínio dessa nova linguagem possibilitará ao aluno entender análises de isótopos radioati vos, como por exemplo para determinar a idade de um fóssil. O domínio da interpretação da tabela possibilitará ao aluno a capacidade de reconhecer a classifi cação dos elementos em re- presentati vos e transição e assim suas característi cas mediante a sua posição na tabela periódica.
Compreender os critérios uti lizados na organização da tabela periódica.
Diferenciar elemento químico de átomo, reconhecendo a existência de isótopos.
Relacionar a posição dos elementos na tabela com o subnível mais energéti co da distribuição eletrônica, classifi cando os elementos em representati vos e de transição.
1. E não é que isótopos servem para alguma coisa?
• Divida a turma em quatro grupos.
• Cada grupo receberá um tema chave para ser desenvolvido.
> A importância do enriquecimento do urânio no mundo contemporâneo > Qual a idade deste fóssil? A importância da datação por carbono-14 > Acidente nuclear brasileiro: o caso Goiânia
> Radioterapia e Quimioterapia: a Química contribui com a Medicina
(Estes temas são apenas algumas sugestões de abordagem. Fique a vontade para desenvolver outros se achar necessário)
• Peça que cada grupo desenvolva o tema observando aspectos químicos e o reconhecimen- to da importância dos isótopos; causas e consequencias; o contexto histórico e social de cada tema; a aplicação de isótopos em diferentes ramos do conhecimento, etc. Solicite que os alunos busquem os demais professores que eles contribuam com o trabalho (quando perti nente)
• Esti mule que os alunos busquem novas formas de apresentação do trabalho (diferente do conven- cional seminário e cartolinas), como pequenas encenações, uma letra de música (rap, funk, samba, bossa nova, ...), um poema, leitura de conto, exibição de pequenos vídeos, maquetes, etc.
• Cada grupo deverá apresentar seu trabalho para o restante da turma. Faça apresentações curtas (10 a 15 minutos cada). Desta forma a apresentação dos trabalhos poderá ser feita em dois tem- pos de aula havendo tempo ainda para uma pequena discussão de cada trabalho.
• Uti lize esta ati vidade como uma das avaliações do bimestre. Procure atribuir nota seguindo critérios além do conteúdo como: criati vidade, parti cipação, execução e desenvoltura
- Sugerir ao aluno a montagem
Apresentação Geral do eixo temáti co
Conexões com Habilidades e Competências
Sugestões de ati vidades
2. Bingo da Tabela periodica
difi culdade: fácil tempo: 30 minutos Material
- Papel ofi cio ou A4 para imprimir os elementos quimicos - papel cartão
- tesoura - EVA - cola
- fi ta dupla face
- uma sacola para o sorteio
Procedimento para fazer as cartelas e as peças para o sorteio:
- Solicitar que o aluno se familiarize com a tabela, conhecendo seus elementos e símbolos como ati vidade para casa.
-Selecionar 60 elementos químicos da tabela periódica.
Montar as cartelas no computador colocando apenas 30 símbolos dos elementos aleatoriamen- te, cortar cada cartela e colar no papel cartão passando a fi ta dupla face nas extremidades.
-Confeccionar as peças para sortear com nomes e símbolos dos elementos, imprimindo no com- putador em caixa de texto, cortar cada elemento separadamente e colar no EVA e passar fi ta dupla face em volta para melhor fi xação, colocando-a na sacola para sortear.
Procedimento para fazer as cartelas e as peças para o sorteio:
- Solicitar que o aluno se familiarize com a tabela, conhecendo seus elementos e símbolos como ati vidade para casa.
- Selecionar 60 elementos químicos da tabela periódica.
Montar as cartelas no computador colocando apenas 30 símbolos dos elementos aleatoriamen- te, cortar cada cartela e colar no papel cartão passando a fi ta dupla face nas extremidades.
- Confeccionar as peças para sortear com nomes e símbolos dos elementos, imprimindo no com- putador em caixa de texto, cortar cada elemento separadamente e colar no EVA e passar fi ta dupla face em volta para melhor fi xação, colocando-a na sacola para sortear.
Procedimentos para o jogo
Distribuir uma cartela para cada um e material para o aluno marcar: feijão, papel amassado, etc...
O professor irá chamando os elementos e anotando no quadro para ter controle do que foi sorte- ado e da turma,e os alunos irão marcando em suas cartelas os elementos chamados.
Ganha o aluno que marcar todos os elementos primeiro.
- O professor confere a cartela e dá um prêmio ao vencedor.
Comentário
O aluno irá despertar o interesse dos alunos a conhecer a tabela periódica. podendo aguçar a curiosidade tornando o aprendizado mais agradável.
Outra sugestão é uti lizar a uti lidade de cada elemento químico uti lizando o mesmo mecanismo.
3. Elementos do dia a dia
Uma maneira de avaliar e trabalhar os conceitos iniciais da tabela periódica é coletar através de perguntas quais seriam os elementos que eles já conheciam com aplicações no dia a dia. A parti r desta introdução, pode-se então levar um trabalho de pesquisa para a próxima aula que cada aluno ou grupo conheça o simbolo do elemento escolhido ou proposto, sua posição na tabela periódica, algumas característi cas fi sico quimicas e principais usos.
Na aula o professor traz um esqueleto vazio de tabela em cartolina ou desenha-o no quadro.
Os grupos ou alunos vão apresentar a pesquisa feita. Inicialmente eles deverão escrever o simbolo do elemento estudado na tabela e após apresentar as caracterísicas e usos pesquisados.
Ao fi nal o professor poderá complementar os trabalhos e apresentar os conceitos necessários da unidade a parti r das pesquisas realizadas, observações feitas e dúvidas levantadas.
Outra alternati va é propor aos alunos a montagem de uma Tabela Periódica propondo outros con- ceitos para a arrumação dos elementos como por exemplo ordem alfabéti ca nome de pessoas etc..
Diversos materiais de apoio estão disponíveis para o professor de Química. Relacionamos os se- guintes:
Vídeos:
• htt p://www.tabelaperiodica.org
Este síti o apresenta farto material audio-visual sobre a tabela periódica e os elementos químicos.
•htt p://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/18508/video.html?sequence=6 Excelente vídeo sobre a importância da datação por carbono-14 para os estudos arqueológicos
e históricos. O vídeo ainda trabalha a conceituação de isótopo.
• htt p://www.tabela.oxigenio.com/ - Apresenta informações sobre os elementos químicos por meio de uma tabela periódica.
Jogos:
• htt p://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc32_1/05-EA-0509.pdf
jogo “Tabela Periódica - um super trunfo para alunos do Ensino Fundamental e Médio”
Química no Coti diano - Tito e Canto - Vol 1 - Capítulo 7 (págs 113 a 127) Química ser Protagonista - Julio Lisboa - Vol 1 - Capítulo 8 (págs 140 a 157) Química Cidadã - Wilson Santos et al. - Vol 1 - Capítulo 6 (págs 210 a 237)
Química Ambiente e Cidadania - Martha Reis - Vol 1 - Cápitulos 15 (págs 235 a 250) Quimica - Mortmer e Machado - Vol 1 - Capítulo 6 ( págs 136 a 201)
Sugere-se consultar as orientações do manual do professor geralmente colocadas ao fi nal de cada volume.
Matemáti ca: Existe aqui a possibilidade de se trabalhar o conceito de conjuntos (Compreender a noção de conjunto), visto em Matemáti ca no bimestre anterior, e as divisões da tabela periódica em elementos representati vos, de transição e de transição interna, relacionando-os à distribuição eletrônica de Pauling.
Biologia: nesse bimestre, os alunos estão estudando a evolução e manutenção da vida na Terra.
Em Química pode-se uti lizar a tabela para demonstrar os elementos essenciais à vida, como a conhecemos e relacionar com a reportagem em htt p://veja.abril.com.br/noti cia/ciencia/nasa- -descobre-bacteria-que-se-alimenta-de-arsenio
Material de apoio
Conexão com livro PNLD
Interdisciplinaridade
(ENEM 2009)
O Enem não tem apresentado a tabela periódica como parte da prova, mas isto não quer dizer que podemos suprimir as habilidades propostas para este tema pois os conceitos envolvidos são uti lizados em várias questões
(UERJ 2010)
Um átomo do elemento químico x, usado como corante para vidros, possui número de massa igual a 79 e número de nêutrons igual a 45. Considere um elemento y, que possua propriedades químicas semelhantes ao elemento x.
Na Tabela de Classifi cação Periódica, o elemento y estará localizado no seguinte grupo:
(A) 7 (B) 9 (C) 15 (D) 16 Questão de nível fácil
Gabarito: A questão envolve os conceitos de número de massa = numero atômico + número de neutrons logo: prótons = 79 - 45 = 34 (na tabela identi fi camos o elemento selênio ) que está no grupo 16. Sabendo que elementos de mesmo grupo possuem propriedades químicas semelhan- tes temos então a alternati va D
OUTROS VESTIBULARES
A cor da luz emiti da durante a queima dos fogos de arti fí cio depende das substâncias usadas nos fogos de arti fí cio. A tabela a seguir apresenta algumas dessas substâncias e suas respecti vas cores:
Substância Cor
sais de líti o Vermelha
sais de estrôncio Vermelha
sais de sódio Amarela
sais de bário Verde
Cloreto de cobre(I) Azul
Alumínio Branca brilhante
Titânio Branca brilhante
Magnésio Branca brilhante
Num espetáculo de queima de fogos de arti fí cio, quatro foguetes estouram em seqüência. A subs- tância escolhida, dentre as apresentadas nessa tabela, para se obter a cor desejada, pode ser assim descrita abaixo, apresente a opção que apresenta os respecti vos elementos na ordem for- necida
1o foguete: sal de cozinha;
2o foguete: sal de um metal de transição;
3o foguete: substância cujo metal pertença ao quinto período;
4o foguete: substância metálica cuja confi guração eletrônica é 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1.
(A) Na, Cu, Sr, Al (D) Al, Ba, Ti, Li (B) Li, Ti, Ba, Al (E) Mg, Cu, Li, Al (C) Al, Sr, Cu, Na
Nível médio
Gabarito Embora a questão envolva os conceitos de metais de transição, períodos e distribuição eletrônica, o fato de conhecer que o componente do sal de cozinha (Na) já invalida quatro opções deixando a letra A como respoita correta.
Sugestão de avaliação
UERJ 2011 - Considere as quatro caixas abaixo, que contêm diferentes materiais residuais de uma indústria:
A única caixa que contém apenas metais está indicada pela seguinte letra:
(A) W (B) X (C) Y (D) Z
Nível Médio para Fácil
A questão aborda o conhecimento da simbologia dos elementos mais comuns e sua associação com os respecti vos nomes, além da localização dos mesmos na tabela no grupo dos metais. O resposta é a letra D
UERJ 2011 - O ácido não oxigenado formado por um ametal de confi guração eletrônica da últi - ma camada 3s2 3p4 é um poluente de elevada toxicidade gerado em determinadas ati vidades industriais.
Para evitar seu descarte direto no meio ambiente, faz-se a reação de neutralização total entre esse ácido e o hidróxido do metal do 4º período e grupo IIA da tabela de classifi cação periódica dos elementos.
A fórmula do sal formado nessa reação é:
(A) CaS (B) CaCl2 (C) MgS (D) MgCl2 Nível: fácil
Embora a questão fale de ácidos, hidróxidos e sais o conhecimento exigido está na localização do elemento na tabela pela fi nalização da distribuição eletrônica, além da localização básica do elemento pelo seu período e grupo. O conhecimento de montagem de fórmulas não é requerido uma vez que só há uma opção de fórmula para cada associação dos dois de elementos. A resposta é a letra a letra A pois 3s2 3p4 é a confi guração deo Enxofre (S) e o elemento do 4º período e grupo II é o Cálcio (Ca)
htt p://www.qnesc.sbq.org.br/online/qnesc31_4/05-HQ-0409.pdf - A História da Síntese de Ele- mentos Transurânicos e Extensão da Tabela Periódica Numa Perspecti va Fleckiana (Cristhiane Cunha Flôr) -
Neste trabalho, alguns aspectos da epistemologia de Ludwik Fleck são empregados na leitura de episódios históricos envolvendo a síntese de elementos transurânicos e consequente alteração da tabela Periódica. Parti cularmente, é analisado como ocorreu a comunicação das ideias e pro- duções cientí fi cas naquele contexto,à luz dos conceitos fl eckianos de coleti vos de pensamento, circulação intracoleti va e intercoleti va de ideias e círculos esotérico e exotérico do conhecimento.
Material de apoio ao professor
htt p://www.qnesc.sbq.org.br/online/qnesc29/09-EEQ-4007.pdf - Resíduos e Rejeitos de Aulas Ex- perimentais: O que Fazer? (Patrícia Fernandes Lootens Machado e Gerson de Souza Mól)
A geração de resíduos e rejeitos perigosos é um fato inerente à experimentação no ensino de Química. Portanto, faz-se necessário discuti r com a comunidade escolar a relevância do geren- ciamento de materiais residuais gerados em aulas experimentais de Química, apontando formas adequadas e seguras para o manuseio desse material. Essa discussão, que deve ser considerada uma obrigação do ponto de vista de preservação ambiental, é uma importante ação de educação, podendo ser abordada em qualquer área de ensino.
SACKS, Oliver. Tio Tungstênio. Companhia das Letras.
Atkins, Peter. REINO PERIÓDICO - Uma jornada à terra dos elementos químicos. Ed. Rocco.
KEAN, Sam. A Colher que desaparece – E outras histórias reais de loucura, amor e morte a parti r dos elementos químicos. Rio de Janeiro: Jorge Zahar Editor.
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=nova-imagem-nucleo- -atomo&id=010115120324&ebol=sim
Uma reportagem sobre uma nova imagem do núcleo atômico.
Uma forma de esti mular o interesse dos alunos é propor ati vidades musicais com a química, con- forme consta nos endereços que seguem:
htt p://www.tabelaperiodica.org/musica-dos-elementos-quimicos/
htt p://www.tabelaperiodica.org/the-elements-livro-de-theodore-gray/
Seção saber mais para nossos alunos
