UMA REVISÃO DE LITERATURA SOBRE MODELAGEM
MOLECULAR
A Literature Review About Molecular Modeling
Autores: Adriana de Farias Ramos; Agostinho Serrano de Andrade Neto IFRS – Campus Porto Alegre; ULBRA/RS
adriana@ifrspoa.edu.br; asandraden@gmail.com
RESUMO
A modelagem molecular a partir do uso de softwares tem se tornado ferramenta importante para a química profissional, bem como facilitadora na compreensão das propriedades de átomos e moléculas. Atualmente, antes do trabalho em laboratório, o uso da modelagem tem sido a primeira etapa no longo processo de síntese de novos produtos em indústrias de fármacos, cosméticos, dentre outras. Este trabalho busca oferecer uma breve revisão da literatura de ensino de química nos últimos dez anos sobre o tema modelagem molecular. Foram pesquisados os termos “modelagem molecular”, “molecular modeling” e “modelaje molecular” nos títulos e resumos dos principais periódicos de ensino de química do Brasil, da América Latina, dos Estados Unidos e da Europa.
Palavras-chave: Modelagem Molecular; Química Computacional; Revisão de Literatura; Educação Química
1. Introdução
A comunidade científica – em especial químicos e físicos– sempre buscou compreender o comportamento dos átomos e moléculas, bem como suas diversas ligações. Ao longo da história, muitos modelos foram propostos para tal finalidade e em meados so século XIX as primeiras regras de representação das fórmulas estruturais para compostos da química orgânica foram definidas. As contribuições de Kekulé sobre a estrutura do benzeno (NETO, 2007); de Pasteur com a descoberta da isomeria (CATTANI; BASSALO, 2009); e Hofmann, com a representação do metano como uma estrutura de bolas unidas por varas (MEINEL,2004), foram importantes para a evolução dos modelos de estruturas químicas.
Santos (2001) define, dentro da literatura em educação química, que modelagem molecular constitui “a aplicação de modelos teóricos para representar e manipular a estrutura de moléculas, estudar reações químicas e estabelecer relações entre a estrutura e propriedades da matéria”. O autor informa que, historicamente, a modelagem molecular surgiu com a necessidade de representação das fórmulas estruturais das moléculas, ocorridas inicialmente em 1874 com as contribuições de van’t Hoff e Le Bel, para o arranjo tetraédrico do carbono. Já a IUPAC, que representa a comunidade de pesquisadores em Química, conceitua modelagem molecular como a parte da química que trata da “investigação de estruturas moleculares e propriedades usando a química computacional e técnicas de visualização gráfica, a fim de fornecer uma representação plausível tridimensional sob um determinado conjunto de circunstâncias” (PAC, 1997).
No entanto, as dificuldades matemáticas encontradas na solução das equações da mecânica quântica, em especial a solução correspondente para a equação de Schrödinger, impediram avanços mais significativos desde a década de 1930 (FREITAS, 1998). Segundo o autor, essa dificuldade leva ao surgimento da química quântica e a um longo caminho de afirmação desta nova ciência até meados da década de 1960, quando John A. Pople “vislumbra que a sinergia entre facilidades
computacionais e programas eficientes desempenharia um papel importante no desenvolvimento da pesquisa química”.
A modelagem molecular tem como principal objetivo prever o comportamento de sistemas reais. É a partir dela que podemos prever e descrever o comportamento de estruturas moleculares antes mesmo de sintetizá-las em laboratório. Para tanto, é preciso estabelecer e definir um modelo que possa descrever corretamente o comportamento de um sistema, incluindo as interações intermoleculares e intramoleculares; realizar os cálculos necessários e analisar os resultados obtidos a fim de chegar à conclusão da validade do modelo.
Com o avanço da tecnologia, as ferramentas computacionais tornaram-se cada vez mais poderosas e os softwares cada vez mais utilizados na tarefa de desenvolvimento de novos compostos. Rodrigues (2001) aborda os métodos de desenvolvimento de fármacos e aponta que “a maioria dos programas de modelagem
molecular são capazes de desenhar a estrutura molecular e realizar os cálculos de otimização geométrica e estudos de análise conformacional”. Além disso, os softwares
de modelagem podem ser utilizados para efetuar o planejamento teórico de novas moléculas; para definir parâmetros estéricos e eletrônicos; para compor o mapa de potencial eletrostático, bem como todas as informações sobre os orbitais HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) e LUMO (Lowest Unoccupied Molecular
Orbital), dentre outros.
A modelagem molecular também é largamente utilizada na produção de fármacos (BARREIRO, 2002), na criação de estratégias de combate à AIDS (PEÇANHA, 2002), na pesquisa de processos de polimerização (LENZI, 2004), na obtenção de novos produtos para a indústria de cosméticos (SCOTTI, 2007), dentre várias outras aplicações. Segundo nosso ponto de vista, investigar a modelagem molecular como recurso didático é de interesse à comunidade de Educação Química latino-americana.
2. A Revisão da Literatura
O objetivo desta revisão é o de percorrer alguns dos principais periódicos da área da educação química a fim de catalogar a forma de uso de softwares de modelagem molecular nos últimos dez anos dentro, naturalmente, da área de ensino de química. Foram consultados os principais periódicos da área da educação química da América Latina – incluindo o Brasil – da Europa e dos Estados Unidos.
No Brasil, optamos pelos periódicos da Sociedade Brasileira de Química: Química Nova (http://quimicanova.sbq.org.br/index.php) e Journal of the Brazilian
Chemical Society (http://jbcs.sbq.org.br/). Na América Latina, escolhemos o periódico Revista Electronica de Investigacion en Educacion en Ciencias
(http://reiec.sites.exa.unicen.edu.ar/). Nos Estados Unidos, optamos pelo principal periódico de ensino de química da American Chemical Society: o Journal of Chemical
Education (http://jchemed.chem.wisc.edu/INDEX.HTML). Seguindo o mesmo critério,
na Europa escolhemos os periódicos Chemistry Education: Research and Practice (http://www.uoi.gr/cerp/) e Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias (http://www.saum.uvigo.es/reec/).
A pesquisa foi realizada nas páginas dos periódicos na internet, com a ferramenta “search”, buscando as entradas de título e de resumo do termo “molecular
modeling”. No caso dos periódicos em espanhol, foi feita pesquisa direta nos títulos. Os
trabalhos encontrados tiveram seus conteúdos analisados na busca por indícios que levassem à conclusão da utilização de softwares de modelagem molecular.
A tabela 1, a seguir, apresenta as referências encontradas no periódico Journal of
Chemical Education. Em função do resultado de trabalhos encontrados, catalogamos os
mesmos conforme as seguintes áreas de conhecimento: química orgânica, química inorgânica (incluindo trabalhos com organometálicos); físico-química, química computacional, bioquímica e geral (incluindo aqueles trabalhos cujos temas não se enquadram em nenhuma das categorias anteriores).
Além dessa divisão, também fizemos a seleção em função das seções do próprio periódico: experimento (EXP), para os experimentos de laboratório; pesquisa em ciência e educação (PCE), para trabalhos envolvendo a pesquisa em ciência e educação;
“in the classroom” (ICR), para trabalhos que descrevem alguma aplicação em sala de
aula; e “on the web” (OTW), para trabalhos envolvendo aplicações para a web. Ao final de cada referência deste periódico, colocamos entre parêntese a referida divisão.
Área de
Concentração Referência
Química Orgânica
J. Chem. Educ., 2001, 78 (1), p 68(EXP); J. Chem. Educ., 2001, 78 (1), p 81(EXP); J. Chem. Educ., 2001, 78 (1), p 121(PCE); J. Chem. Educ., 2001, 78 (2), p 226(EXP); J. Chem. Educ., 2001, 78 (3), p 420(EXP); J. Chem. Educ., 2001, 78 (4), p 475(ICR); J. Chem. Educ., 2001, 78 (4), p 535(EXP); J. Chem. Educ., 2001, 78 (4), p 538(EXP); J. Chem. Educ., 2001, 78 (5), p 617(PCE); J. Chem. Educ., 2001, 78 (5), p 654(EXP); J. Chem. Educ., 2001, 78 (6), p 781(EXP); J. Chem. Educ., 2001, 78 (7), p 942(EXP); J. Chem. Educ., 2001, 78 (9), p 1206(ICR); J. Chem. Educ., 2001, 78 (10), p 1390(PCE); J. Chem. Educ., 2001, 78 (10), p
1412(PCE); J. Chem. Educ., 2001, 78 (12), p 1609(ICR); J. Chem. Educ., 2002, 79 (1), p 67(ICR); J. Chem. Educ., 2002, 79 (1), p 96 (EXP); J. Chem. Educ., 2002, 79 (2), p 225(EXP); J. Chem. Educ., 2002, 79 (4), p 484(EXP); J. Chem. Educ., 2002, 79 (7), p 813(ICR); J. Chem. Educ., 2003, 80 (2), p 194(EXP); J. Chem. Educ., 2003, 80 (10), p 1178(ICR); J. Chem. Educ., 2004, 81 (1), p 121(EXP); J. Chem. Educ., 2004, 81 (2), p 225(ICR); J. Chem. Educ., 2004, 81 (6), p 818(ICR); J. Chem. Educ., 2004, 81 (6), p 837(ICR); J. Chem. Educ., 2004, 81 (7), p 971(ICR); J. Chem. Educ., 2004, 81 (7), p 1006(EXP); J. Chem. Educ., 2004, 81 (8), p 1136(ICR); J. Chem. Educ., 2004, 81 (8), p 1196(EXP); J. Chem. Educ., 2004, 81 (9), p 1355(EXP); J. Chem. Educ., 2004,
81 (10), p 1497(EXP); J. Chem. Educ., 2004, 81 (10), p 1529(PCE); J. Chem. Educ., 2004, 81 (11), p 1633(EXP); J. Chem. Educ., 2005, 82 (1), p 73(ICR); J. Chem. Educ., 2005, 82 (1), p 111(EXP); J. Chem. Educ., 2005, 82 (3), p 401(EXP); J. Chem. Educ., 2005, 82 (4), p 588(ICR); J. Chem. Educ., 2005, 82 (4), p 625(EXP); J. Chem. Educ., 2005, 82 (6), p 953(EXP); J. Chem. Educ., 2005, 82 (7), p 1021(ICR); J. Chem. Educ., 2005, 82 (9), p 1329(ICR); J. Chem. Educ., 2005, 82 (9), p 1334(ICR); J. Chem. Educ., 2005, 82 (12), p 1800(ICR); J. Chem. Educ., 2005, 82 (12), p 1805(EXP); J. Chem. Educ., 2006, 83 (3), p
413(ICR); J. Chem. Educ., 2006, 83 (5), p 770(EXP); J. Chem. Educ., 2006, 83 (5), p 777(EXP); J. Chem. Educ., 2006, 83 (5), p 780(EXP); J. Chem. Educ., 2006, 83 (6), p 923(EXP); J. Chem. Educ., 2006, 83 (6), p 931(EXP); J. Chem. Educ., 2006, 83 (6), p 934(EXP); J. Chem. Educ., 2006, 83 (6), p 940(EXP); J. Chem. Educ., 2006, 83 (6), p 954(PCE); J. Chem. Educ., 2006, 83 (7), p 1055(EXP); J. Chem. Educ., 2006, 83 (8), p 1182(EXP); J. Chem. Educ., 2006, 83 (9), p 1393(PCE); J. Chem. Educ., 2006, 83 (11), p 1658(EXP); J. Chem. Educ., 2006, 83 (11), p 1681(PCE); J. Chem. Educ., 2007, 84 (1), p 97(ICR); J. Chem. Educ., 2007,
84 (1), p 156(PCE); J. Chem. Educ., 2007, 84 (2), p 346(EXP); J. Chem. Educ., 2007, 84 (3), p 471(EXP); J. Chem. Educ., 2007, 84 (3), p 556(PCE); J. Chem. Educ., 2007, 84 (5), p 836(EXP); J. Chem. Educ., 2007, 84 (6), p 979(ICR); J. Chem. Educ., 2007, 84 (8), p 1328(EXP); J. Chem. Educ., 2007, 84 (9), p 1486(EXP); J. Chem. Educ., 2007, 84 (11), p 1840(PCE); J. Chem. Educ., 2007, 84 (12), p 1945(ICR); J. Chem. Educ., 2007, 84 (12), p 2001(EXP); J. Chem. Educ., 2007, 84 (12), p 2019(PCE); J. Chem. Educ., 2008, 85 (1), p 104(EXP); J. Chem. Educ., 2008, 85 (2), p 240(ICR); J. Chem. Educ., 2008, 85 (5), p 692(EXP); J. Chem. Educ., 2008, 85 (7), p 969(EXP); J. Chem. Educ., 2008, 85 (8), p 1071(ICR); J. Chem. Educ., 2008, 85 (9), p 1279(EXP); J. Chem. Educ., 2008, 85 (11), p 1538(EXP); J. Chem. Educ., 2008, 85 (11), p 1541(EXP); J. Chem. Educ., 2008, 85 (11), p
1558(EXP); J. Chem. Educ., 2009, 86 (2), p 190(ICR); J. Chem. Educ., 2009, 86 (2), p 199(EXP); J. Chem. Educ., 2009, 86 (3), p 333(ICR); J. Chem. Educ., 2009, 86 (4), p 477(EXP); J. Chem. Educ., 2009, 86 (8), p 955(EXP); J. Chem. Educ., 2010, 87 (1), pp 84–86(EXP); J. Chem. Educ., 2010, 87 (2), pp 221–228(PCE); J. Chem. Educ., 2010, 87 (4), pp 419–422(EXP); J. Chem.
Educ., 2010, 87 (5), pp 547–551(PCE); J. Chem. Educ., 2010, 87 (6), pp 625–627(EXP); J. Chem. Educ., 2010, 87 (6), pp 628–
630(EXP); J. Chem. Educ., 2010, 87 (7), pp 711–713(EXP); J. Chem. Educ., 2010, 87 (7), pp 739–741(EXP); J. Chem. Educ., 2010, 87 (8), pp 819–822(EXP); J. Chem. Educ., 2010, 87 (8), pp 845–847(EXP); J. Chem. Educ., 2010, 87 (10), pp 1074– 1077(ICR); J. Chem. Educ., 2010, 87 (12), pp 1336–1341(ICR); J. Chem. Educ., 2010, 87 (12), pp 1384–1387(EXP); J. Chem.
Educ., 2010, 87 (12), pp 1425–1429(PCE).
Química Inorgânica
J. Chem. Educ., 2001, 78 (1), p 134(EXP); J. Chem. Educ., 2001, 78 (6), p 840(EXP); J. Chem. Educ., 2001, 78 (6), p 844(PCE); J. Chem. Educ., 2001, 78 (7), p 981(EXP); J. Chem. Educ., 2001, 78 (11), p 1487(ICR); J. Chem. Educ., 2002, 79 (5), p
588(ICR); J. Chem. Educ., 2002, 79 (8), p 997(EXP); J. Chem. Educ., 2003, 80 (4), p 423(ICR); J. Chem. Educ., 2003, 80 (6), p 606(PCE); J. Chem. Educ., 2003, 80 (8), p 931(PCE); J. Chem. Educ., 2004, 81 (1), p 147(PCE); J. Chem. Educ., 2004, 81 (2), p 283(EXP); J. Chem. Educ., 2004, 81 (5), p 657(EXP); J. Chem. Educ., 2004, 81 (5), p 673(ICR); J. Chem. Educ., 2004, 81 (5), p
722(EXP); J. Chem. Educ., 2004, 81 (7), p 997(ICR); J. Chem. Educ., 2005, 82 (11), p 1663(EXP); J. Chem. Educ., 2006, 83 (1), p 77(ICR); J. Chem. Educ., 2007, 84 (1), p 102(ICR); J. Chem. Educ., 2007, 84 (4), p 629(ICR); J. Chem. Educ., 2007, 84 (6), p 1067(EXP); J. Chem. Educ., 2008, 85 (6), p 822(EXP); J. Chem. Educ., 2009, 86 (8), p 946(ICR); J. Chem. Educ., 2009, 86 (9), p 1072(ICR); J. Chem. Educ., 2010, 87 (1), pp 113–118(PCE); J. Chem. Educ., 2011, 88 (3), pp 309–310(EXP); J. Chem. Educ., 2011, 88 (4), pp 421–425(ICR).
Físico-Química
J. Chem. Educ., 2002, 79 (2), p 230(EXP); J. Chem. Educ., 2002, 79 (5), p 601(ICR); J. Chem. Educ., 2002, 79 (9), p
1122(PCE); J. Chem. Educ., 2002, 79 (12), p 1477(PCE); J. Chem. Educ., 2004, 81 (4), p 475(PCE); J. Chem. Educ., 2004, 81 (4), p 532(EXP); J. Chem. Educ., 2004, 81 (4), p 596(PCE); J. Chem. Educ., 2005, 82 (2), p 334(ICR); J. Chem. Educ., 2007, 84 (11), p 1827(EXP); J. Chem. Educ., 2008, 85 (8), p 1146(OTW); J. Chem. Educ., 2009, 86 (12), p 1397(ICR); J. Chem. Educ., 2011, 88 (5), pp 574–580(EXP).
Química Computacional
J. Chem. Educ., 2001, 78 (9), p 1202(ICR); J. Chem. Educ., 2002, 79 (5), p 593(ICR); J. Chem. Educ., 2002, 79 (10), p
1192(PCE); J. Chem. Educ., 2003, 80 (2), p 219(PCE); J. Chem. Educ., 2006, 83 (3), p 481(PCE); J. Chem. Educ., 2007, 84 (2), p 329(EXP); J. Chem. Educ., 2007, 84 (8), p 1364(PCE); J. Chem. Educ., 2011, 88 (3), pp 306–308(ICR).
Bioquímica
J. Chem. Educ., 2001, 78 (11), p 1551(EXP); J. Chem. Educ., 2002, 79 (12), p 1467(EXP); J. Chem. Educ., 2003, 80 (11), p
1300(EXP); J. Chem. Educ., 2005, 82 (12), p 1854(PCE); J. Chem. Educ., 2006, 83 (9), p 1322(EXP); J. Chem. Educ., 2007, 84 (12), p 1941(ICR); J. Chem. Educ., 2008, 85 (5), p 666(EXP); J. Chem. Educ., 2008, 85 (5), p 744(EXP); J. Chem. Educ., 2010,
87 (3), pp 291–293(ICR); J. Chem. Educ., 2010, 87 (3), pp 294–295(ICR).
Geral
J. Chem. Educ., 2001, 78 (1), p 53(ICR); J. Chem. Educ., 2001, 78 (5), p 582(PCE); J. Chem. Educ., 2001, 78 (7), p 867 (CUR); J. Chem. Educ., 2002, 79 (6), p 665(PCE); J. Chem. Educ., 2002, 79 (8), p 934(PCE); J. Chem. Educ., 2002, 79 (11), p
1377(PCE); J. Chem. Educ., 2003, 80 (2), p 205(PCE); J. Chem. Educ., 2003, 80 (5), p 478(PCE); J. Chem. Educ., 2003, 80 (7), p 793(EXP); J. Chem. Educ., 2003, 80 (9), p 1084(PCE); J. Chem. Educ., 2004, 81 (1), p 72(ICR); J. Chem. Educ., 2004, 81 (8), p 1140(PCE); J. Chem. Educ., 2004, 81 (9), p 1322(ICR); J. Chem. Educ., 2005, 82 (3), p 489(PCE); J. Chem. Educ., 2005, 82 (6), p 937(PCE); J. Chem. Educ., 2007, 84 (2), p 259(ICR); J. Chem. Educ., 2008, 85 (5), p 718(PCE); J. Chem. Educ., 2008, 85 (9), p 1282(PCE); J. Chem. Educ., 2009, 86 (1), p 126(PCE); J. Chem. Educ., 2009, 86 (11), p 1295(ICR); J. Chem. Educ., 2009,
86 (12), p 1465(PCE); J. Chem. Educ., 2010, 87 (3), pp 280–284(ICR); J. Chem. Educ., 2010, 87 (5), pp 552–558(PCE); J. Chem. Educ., 2011, 88 (1), pp 44–48(PCE); J. Chem. Educ., 2011, 88 (3), pp 351–360(PCE); J. Chem. Educ., 2011, 88 (4), pp
415–419(PCE); J. Chem. Educ., 2011, 88 (5), pp 602–606(EXP).
Tabela 1: Trabalhos encontrados com a ferramenta “search” no periódico Journal of Chemical Education, no período de 2001 à 2011.
Nas tabelas 2, 3, 4 e 5 a seguir, apresentamos as buscas das referências encontradas com a ferramenta “search” nos periódicos Chemistry Education: Research
and Practice, Journal of the Brazilian Chemical Society, Química Nova e Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, respectivamente. O critério de pesquisa foi o
mesmo, ou seja, “molecular modeling” no título e no resumo dos trabalhos. A categorização realizada foi feita em relação às áreas de conhecimento da química.
Área de
Concentração Referência
Química Orgânica
Chem. Educ. Res. Pract., 2001, Vol. 2, No. 2, pp. 109-122; Chem. Educ. Res. Pract., 2002, Vol. 3, No. 2, pp. 185-200; Chem. Educ. Res. Pract., 2007, 8 (1), 61-72; Chem. Educ. Res. Pract., 2009, 10, 62–69; Chem. Educ. Res. Pract., 2009,
10, 296–301; Chem. Educ. Res. Pract., 2010, 11, 43-47;
Química Inorgânica Chem. Educ. Res. Pract., 2008, 9, 11–17;
Geral
Chem. Educ. Res. Pract., 2000, Vol. 1, No. 1, pp. 109-120; Chem. Educ. Res. Pract., 2007, 8 (3), 274-292; Chem. Educ. Res. Pract., 2008, 9, pp. 301-308;
Tabela 2: Trabalhos encontrados com a ferramenta “search” no periódico Chemistry Education –
Research and Practice, no período de 2001 à 2011.
Área de
Concentração Referência
Química Orgânica
J. Braz. Chem. Soc., Vol. 14. No. 1, 20-26, 2003; J. Braz. Chem. Soc., Vol. 16. No. 3A, 440-448, 2005; J. Braz. Chem. Soc., Vol. 17. No. 7, 1233-1240, 2006; J. Braz. Chem. Soc., Vol. 19. No. 2, 337-343, 2008; J. Braz. Chem. Soc., Vol. 19. No. 6, 1118-1124, 2008; J. Braz. Chem. Soc., Vol. 20. No. 4, 693-703, 2009; J. Braz. Chem. Soc., Vol. 21. No. 1, 179-184, 2010; J. Braz. Chem. Soc., Vol. 21. No. 5, 837-841, 2010.
Química Inorgânica J. Braz. Chem. Soc., Vol. 13. No. 5, 624-628, 2002; J. Braz. Chem. Soc., Vol. 15. No. 1, 10-15, 2004; J. Braz. Chem. Soc., Vol. 17. No. 2, 289-295, 2006.
Geral
J. Braz. Chem. Soc., Vol. 19. No. 1, 64-73, 2008; J. Braz. Chem. Soc., Vol. 22. No. 3, 583-591, 2011; J. Braz. Chem. Soc., Vol. 22. No. 4, 684-692, 2011;.
Tabela 3: Trabalhos encontrados com a ferramenta “search” no periódico Journal of the Brazilian
Área de
Concentração Referência
Química Orgânica
Quím. Nova, Vol. 26, No. 2, 253-259, 2003; Quím. Nova, Vol. 26, No. 3, 428-438, 2003; Quím. Nova, Vol. 31, No. 6, 1089-1093, 2008; Quím. Nova, Vol. 31, No. 6, 1319-1323, 2008; Quím. Nova, Vol. 33, No. 4, 860-866, 2010; Quím. Nova, Vol. 33, No. 7, 1444-1448, 2010; Quím. Nova, Vol. 33, No. 7, 1453-1456, 2010.
Química Inorgânica
Quím. Nova, Vol. 24, No. 3, 331-338, 2001; Quím. Nova, Vol. 28, No. 2, 244-249, 2005; Quím. Nova, Vol. 32, No. 5, 1184-1188, 2009; Quím. Nova, Vol. 33, No. 1, 52-56, 2010.
Geral
Quím. Nova, Vol. 26, No. 4, 542-549, 2004; Quím. Nova, Vol. 31, No. 2, 261-267, 2008; Quím. Nova, Vol. 32, No. 7, 1698-1703, 2009; Quím. Nova, Vol. 32, No. 8, 2073-2077, 2009; Quím. Nova, Vol. 32, No. 8, 2109-2113, 2009; Quím. Nova, Vol. 33, No. 5, 1155-1162, 2010.
Tabela 4: Trabalhos encontrados com a ferramenta “search” no periódico Química Nova, no período de 2001 à 2011.
Área de
Concentração Referência
Química Orgânica REEC, vol.9, No 1, 18-34 (2010).
Tabela 5: Trabalho encontrado com a ferramenta “search” no periódico Revista Electrónica de Enseñanza
de las Ciencias, no período de 2001 à 2011.
No periódico Revista Electronica de Investigacion en Educacion en Ciencias não foi encontrado nenhum artigo que tivesse a intenção de abordar o tema modelagem molecular tanto no título quanto no resumo.
Uma análise detalhada sobre todas as referências acima citadas nos permitem concluir que a modelagem molecular, largamente utilizada na área da química orgânica, tem como um dos seus principais focos o estudo da estereoquímica (BARROWS; EBERLEIN, 2004). Também verificamos com bastante frequência trabalhos com objetivo de elucidar mecanismos de reações orgânicas, principalmente aqueles trabalhos nos quais há a integração da modelagem molecular com métodos instrumentais (SHAW et. al., 2005).
Na área da química inorgânica, sobressaltam-se os estudos com organometálicos (O’BRIEN; HAWORTH, 2001), assim como trabalhos envolvendo a teoria do orbital molecular (CASS; HOLLINGSWORTH, 2004). Os trabalhos na área da físico-química, em boa parte versam sobre propriedades termodinâmicas (BEDDARD, 2011). Com relação à área de química computacional, chama atenção que os trabalhos são predominantemente nas áreas de pesquisa em ciência e educação e “in the classroom”, o que nos leva a concluir que pode haver uma tendência de tentativa de estreitamento da química teórica com a “sala de aula”, na medida em que percebemos que existem iniciativas de tornar a química teórica uma ferramenta de compreensão de certos fenômenos.
Na área da bioquímica, percebemos a existência de trabalhos que usam a modelagem molecular com objetivo de desvendar a especificidade da interação ligante-proteína (VERLI; BARRETO, 2005). Na categoria geral, chama atenção a pouca produção de trabalhos de modelagem molecular envolvendo pesquisa em educação química, com estudos do efeito da modelagem molecular em sala de aula.
3. Conclusões
As facilidades que os softwares de modelagem molecular trouxeram aos pesquisadores químicos estão mudando os paradigmas da pesquisa em química pura e aplicada. Atualmente, muitos pesquisadores optam por estudar previamente a viabilidade de síntese de moléculas e compostos num computador e, escolhido o melhor caminho, vão ao laboratório com as condições experimentais já estabelecidas e otimizadas. Essa possibilidade encurta o tempo de testes laboratoriais, diminui os custos de síntese e contribui para a diminuição da exposição a riscos.
O gráfico 1, a seguir, mostra o número de publicações encontradas a cada ano com o termo “molecular modeling” no título ou no resumo, dentro dos periódicos pesquisados.
Gráfico 1: Número de trabalhos encontrados a cada ano sobre modelagem molecular nos periódicos pesquisados, no período de 2001 à 2011.
Com algumas exceções, podemos perceber que a produção científica em Educação química que utiliza softwares de modelagem molecular é bastante sólida e tende a aumentar na medida em que as ferramentas forem sendo adaptadas às necessidades dos pesquisadores e os modelos forem sendo melhorados.
No entanto, os melhores sofwares de modelagem ainda estão restritos às mãos dos pesquisadores por serem desenvolvidos por empresas especializadas, que os comercializam a altos custos. Atualmente, não temos softwares de modelagem molecular com código livre com a mesma qualidade, capacidade e funcionalidades que os melhores softwares pagos do mercado. Essaa restrição faz com que o uso da modelagem molecular fique, de fato, restrito à pesquisa de ponta e dificulte o estreitamento de laços com outras áreas, como a educação.
Outro questionamento, que constitui nosso próximo ponto de análise, é o da natureza e a relevância didática das atividades propostas como modelagem molecular dentro dos periódicos de Educação Química. Também nos perguntamos qual a robustez teórica e metodológica que estes artigos oferecem quando investigam a modelagem molecular sob a ótica do pesquisador da área de ensino.
5 10 15 20 25 30 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Número de artigos Ano da Publicação
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