Neste artigo apresentamos uma atividade em que os alunos constroem modelos moleculares e refletem sobre os tipos de ligações químicas presentes nas moléculas, sobre a sua polaridade e sobre as interações moleculares presentes.
A atividade foi organizada como uma rotação de estações. Em cada estação, os alunos podem manipular um kit contendo os átomos e conectores necessários para a construção dos modelos e uma folha com perguntas que guiam a exploração. Em uma rotação de estações, o professor disponibiliza atividades diferentes em cada mesa (ou grupo de carteiras) e os alunos rodam pela sala, de modo a fazerem todas as atividades. As atividades não têm uma sequência e idealmente devem ser completadas em tempos semelhantes, de modo a que os grupos não fiquem aguardando a sua vez.
Nós sugerimos o uso do modelo molecular construído com o auxílio do corte a laser, que ensinamos como montar no artigo “Modelos Moleculares com Corte a Laser”. Esse é um modelo de baixo custo e que permite que você faça um grande número de peças, suficientes para atividades como a descrita aqui. Mas você pode usar a atividade com qualquer outro tipo de conjunto de modelo molecular.
1a. estação - água
Na primeira estação pedimos para os alunos inicialmente montarem um modelo da molécula de água e para que eles pensem nas ligações presentes. Em seguida, eles usam peças para os hidrogênios modificadas, e que permitem que se conecte uma molécula de água a outra, representando assim a ligação de hidrogênio. Para destacar que essa não é uma ligação covalente comum e sim uma interação molecular, usamos um canudo transparente.
Os alunos conectam mais moléculas de água a uma molécula central. Os dois hidrogênios desta molécula central podem se conectar ao oxigênio de outras duas moléculas de água. Por sua vez, o oxigênio da molécula central pode se conectar ao hidrogênio de duas outras moléculas de água, fazendo com que o total de ligações de hidrogênio chegue a quatro. Esse é o número máximo de ligações de hidrogênio que uma molécula de água pode fazer. No estado líquido, essas ligações estão se formando e quebrando o tempo todo. No estado sólido, essas ligações de hidrogênio aumentam a distância média das moléculas de água, diminuindo a densidade do gelo.
2a. estação - etanol
Na segunda estação, vamos investigar a molécula de etanol e como ela interage com outras moléculas vizinhas. Os alunos irão novamente ter a oportunidade de construir e manusear os modelos e verificar como as ligações de hidrogênio se formam.
Uma molécula de etanol
O etanol possui uma parte da molécula que é polar e que interage muito bem com moléculas polares como a água. Já o outro lado da molécula, da cadeia de carbonos, é apolar e permite que o etanol se dissolva bem em misturas apolares como a gasolina.
3a. estação - polaridade
A estação 3 compara algumas moléculas simples com relação à sua polaridade. Os alunos constroem três modelos: água, dióxido de carbono e formaldeído.
4a. estação - hidrocarbonetos
Na quarta estação, temos novamente três moléculas sendo comparadas. Nesta caso, modelos de três hidrocarbonetos – etano, pentano e octano – são construídos pelos alunos. Os alunos devem avaliar a polaridade das moléculas e como se dá a interação molecular. Finalmente, eles devem associar as moléculas com a sua temperatura de ebulição.
5a. estação - sabão
6a. estação - metano e clorometanos
Finalmentes
Este artigo apresenta uma maneira de se utilizar modelos moleculares em aulas de Química, no caso, para se trabalhar as ligações químicas e as interações moleculares. Usando modelos feitos com corte a laser, você pode ter um grande número de peças por um custo muito baixo, permitindo que você monte conjuntos para cada estação, com todas as peças necessárias.
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