Crie seu átomo – modelos feitos com corte a laser

por Alfredo Mateus

Vamos compartihar um modelo que pode ser usado por estudantes para colocarem em prática conceitos ligados à estrutura atômica. Os alunos podem construir diversos modelos de átomos a aprtir do número de prótons (número atômico) e do número de massa de um determinado isótopo de um  elemento. 

As cartas

Antes de montar os modelos, os alunos sorteiam uma carta que contém o símbolo, o número atômico e o número de massa do isótopo do átomo sorteado. 

Nós criamos as cartas imprimindo os retângulos contendo os símbolos e dados do átomo, recortando e colando sobre algumas cartas de um baralho. Aproveitamos um baralho que já tinha algumas cartas faltando. A ideia de usar o baralho veio de aproveitar o material mais resistente das cartas e também de usar os números das cartas coincidente com o número atômico do elemento. Assim, os isótopos do hidrogênio (Z=1) foram colocados nos ases, os isótopos de hélio nas cartas 2, e assim por diante.

As peças

Para as peças do modelo, usamos pequenos círculos cortados de uma placa de MDF de 3 mm de espessura. Antes do corte, pintamos uma região da placa de MDF de vermelho (para os prótons) e outra de azul (para os nêutrons). Usamos tinta em spray para a pintura.

Para os elétrons, usamos um retalho de placa de acrílico e cortamos círculos um pouco menores. Separamos os três tipos de peças em caixas plásticas com uma tampa transparente para facilitar a organização.

Você pode usar qualquer outro material ou cor para as peças.

A base do átomo

Para a base onde o modelo será montado, usamos uma placa de MDF de 3 mm de espessura. Nos usamos a máquina de corte a laser para gravar círculos que irão corresponder às regiões do átomo: o núcleo e a eletrosfera. É importante chamar a atenção dos alunos que não estamos querendo representar o átomo em escala, e que a região do núcleo é muito, muito pequena em relação ao tamanho do átomo. 

A atividade

Durante a aula, os alunos devem sortear uma carta do baralho e, usando as peças disponíveis, montam o modelo do átomo sorteado. Para isso, devem colocar o número correto de peças representando os prótons e nêutrons no círculo representando o núcleo e o número correto de peças representando os elétrons na região da eletrosfera. 

Se esta é a primeira vez que os alunos estão entrando em contato com as partículas subatômicas (por ex., após terem aprendido sobre o modelo de Rutherford), eles não precisam distribuir os elétrons nos diferentes círculos, mas apenas focar na separação entre núcleo e eletrosfera. 

Em aulas posteriores, você pode voltar ao modelo e pedir a eles que representem os elétrons separando-os em níveis de energia (modelo de Bohr). O modelo também pode ser usado para representar íons (cátions e ânions). 

Faça o seu

Os arquivos para o corte a laser estão no Thingiverse e você pode acessá-los aqui, nos formatos do Illustrator e do Inkscape. No corte a laser você pode usar cores diferentes para diferentes modos, uma para o corte e outra para a gravação. No caso da base, usamos uma cor para o modo de corte dos círculos internos (use uma potência que não corte o MDF, apenas marque o círculo), outra para a gravação das letras e uma terceira para o corte do controno da peça.

Abaixo você encontra um pdf com as ilustrações usadas para criar o baralho de cartas dos átomos.

Finalmentes

Não tem acesso a uma máquina de corte a laser? Existem diversos espaços maker em que você pode usar a máquina por um tempo, alguns gratuitos e outros comerciais. Além disso, você pode fazer um kit similar e este usando papelão ou cartolina e usar outros materiais para as peças, como tampinhas de garrafa ou outros objetos pequenos e coloridos.

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