Geometria molecular com o Avogadro

por Alfredo Mateus

Estava preparando minha aula sobre geometria molecular esta semana e tive a ideia de sair da apresentação de slides e pular para o Avogadro para mostrar as moléculas em 3D para os alunos. É claro que seria possível usar um modelo molecular, tanto os que eu mesmo fiz usando a impressão 3D e o corte a laser, quanto os comerciais.

Mas, para discutir com os alunos, mesmo que seja após uma atividade com os modelos moleculares, pode ser interessante ter a possibilidade de projetar as moléculas em 3D no datashow. 

Pensei em mostrar as estruturas de todos os hidretos dos não metais do segundo período: BH3, CH4, NH3, H2O e HF. Embora seja muito tranquilo criar essas moléculas diretamente no Avogadro, para acelerar o processo, eu pensei em salvar os arquivos de cada uma no Avogadro e na hora da aula abrir todos e ir pulando de janela em janela. Depois percebi que poderia simplesmente gravar a tela enquanto a molécula se move e passar isso como vídeo em um slide. Lembrei que o Avogadro tem uma função que anima a rotação da molécula em cada eixo. Ajustei a primeira molécula, liguei o software OBS para capturar a tela do computador e gravei a molécula fazendo algumas revoluções. Quando fui editar o vídeo, tive a ideia de cortá-lo exatamente após uma volta e salvar o resultado como uma GIF animada. 

Neste artigo vou compartilhar com vocês essas animações e como elas foram produzidas. Acredito que elas podem ser úteis para mostrar a geometria das moléculas em 3D.

 

Criando as animações

O Avogadro é um programa de modelagem 3D de moléculas. Pode ser baixado gratuitamente neste link.  Para criar as moléculas, usamos a ferramenta de desenho (Draw Tool, com o ícone de um lápis). Escolhemos o átomo central da molécula e marcamos a opção “ajustar os hidrogênios”. Quando clicamos na área de trabalho, o programa coloca o átomo selecionado e automaticamente completa os hidrogênios ao seu redor, no arranjo correto.

Vamos começar com o trihidreto de boro, o BH3. Escolhemos o boro na lista de elementos e clicamos na tela. Podemos escolher se a molécula será mostrada no modo “ball and stick” (bolas e varetas), 

Outras opções são apenas linhas (sticks) ou esferas com o raio de Van der Waals. Eu escolhi usar o modo bola e vareta para as animações pois esse modo facilita a visualização da geometria da molécula.

Escolhemos a ferramenta de rotação automática. Podemos rodas a molécula no eixo x, y ou z. Colocando o botão para a direita ou para a esquerda podemos escolher o sentido da rotação. Quanto mais longe do centro arrastamos o botão, mais rapidamente a molécula gira.

Ajustando a rotação em dois eixos, podemos ver a molécula de vários ângulos. A rotação da molécula foi capturada usando o programa gratuito OBS Estúdio. O vídeo foi editado usando o programa Adobe Premiere, mas qualquer programa de edição de vídeo pode ser usado. 

Repetimos o procedimento selecionando outros elementos nas configurações de desenho (“draw settings”) – carbono, nitrogênio, oxigênio e flúor. Fizemos também a animação da moléculas de hidrogênio, H2. Você pode ver o resultado na Galeria abaixo.

Finalmentes

Ter material que auxilie a visualização é algo importante ao se trabalhar a geometria molecular. Você costuma mostrar animações de moléculas em suas aulas? Usa modelos moleculares? Comente abaixo e compartilhe este artigo com seus colegas.  Já viu nossos artigos sobre como construir e usar modelos moleculares feitos com o corte a laser?

http://www.xciencia.org/2019/12/12/modelos-moleculares-com-corte-a-laser/

http://www.xciencia.org/2022/10/14/usando-modelos-moleculares-para-o-ensino-de-ligacoes-quimicas/

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