Manual Químicas Molecular

Química Molecular

Introdução Este é um programa feito em Javascript que permite explorar alguns aspetos da química molecular, como a utilização de símbolos e fórmulas químicas para representar moléculas, a geometria molecular ou as valências atómicas. Permite a utilização pelo professor, na sala de aula, ou pelos alunos, em casa. Para ser utilizado basta abrir o ficheiro moleculas.html com um browser atualizado ou aceder a esta página. O programa funciona melhor em modo ecrã completo (na maior parte dos browsers acede-se a este modo na tecla F11).

Qualquer

comentário,

sugestão

ou

correção

poderá

ser

enviada

para

ricardo.rsr.rodrigues@gmail.com.

Suporte O programa usa o elemento “canvas” do html, não sendo preciso fazer qualquer instalação. Vários browsers suportam o elemento“canvas” como o Chrome, o Firefox ou o Opera. O Microsoft Internet Explorer 9 e posteriores também aceitam, mas versões anteriores não conseguem correr o programa.

Utilização Na opção principal o programa permite a construção de moléculas simples. Existe uma parte do ecrã (zona a cinzento) que representa um recipiente onde esquematicamente se estuda química (Figura 1). Os átomos que são representados por esferas de cores diferentes podem ser arrastados do painel da direita para o recipiente.

Aproximando os átomos uns dos outros eles podem formar moléculas.

Figura 1

A visualização de moléculas pode ser feita em dois modos diferentes, o Modo Planificação e o Modo Geometria Molecular. A Figura 2 mostra duas imagens de uma molécula no Modo Planificação, sendo que a molécula da direita está selecionada.

Figura 2

A Figura 3 mostra duas imagens da mesma molécula mas no Modo Geometria Molecular. A molécula da direita está selecionada. Repare que neste modo a ordem das ligações não é visível.

Figura 3

No Modo Geometria Molecular estão disponíveis apenas 5 geometrias (Figura 4) •

Geometria Linear

•

Geometria Angular

•

Geometria Triangular

•

Geometria Piramidal

•

Geometria Tetraédrica

Figura 4

A forma como se interage com as moléculas depende do modo em que as moléculas se encontram.

No Modo Planificação podemos: •

Mover as moléculas – clicando num dos átomos dos extremos e arrastando

•

Eliminar as moléculas – arrastando a molécula para o painel da direita

•

Duplicar a molécula – quando está selecionada, clicando na opção “2x”

•

Acrescentar átomos se as valências atómicas o permitirem – aproximando átomos isolados da molécula

•

Alterar a ordem das ligações se as valências atómicas o permitirem – clicando na ligação

•

Dissociar átomos da molécula – clicando na ligação que une o átomo à molécula até o átomo se separar (pode ser necessário clicar 3 vezes)

•

Converter a molécula para o Modo Geometria Molecular – clicando no átomo central e escolhendo a geometria pretendida (Figura 5), se a molécula tem mais do que um átomo central é necessário selecionar a geometria para cada átomo central

Figura 5 ◦ No caso de moléculas constituídas por três átomos, pode-se usar o menu para escolher a geometria linear ou a geometria angular, mas há outra forma.

Deixando as moléculas no Modo Planificação como na Figura 6, o progama

assume as geometrias linear e angular para as moléculas.

Figura 6

No Modo Geometria Molecular podemos: •

Mover as moléculas – clicando no quadrado verde, quando a molécula está selecionada e arrastando

•

Eliminar as moléculas – arrastando a molécula para o painel da direita

•

Duplicar a molécula – quando está selecionada, clicando na opção “2x”

•

Converter a molécula para o Modo Planificação – Clicando no quadrado vermelho, quando a molécula está selecionada

O Menu Inicial do programa mostra cinco opções (Figura 7).

Figura 7

Selecionando a opção Praticar, o programa coloca uma de cinco possíveis questões, para o estudante resolver.

•

Questão 1: Representar a fórmula química de moléculas ou átomos que aparecem no ecrã.

•

Questão 2: Representar moléculas ou átomos esquematicamente a partir da sua fórmula química.

•

Questão

3:

Contar

átomos

que

constituam

moléculas

representadas

esquematicamente.

•

Questão 4: Calcular o número de átomos que constituam moléculas representadas através de fórmulas químicas.

•

Questão 5:

Contagem de moléculas representadas esquematicamente.

A Figura 8 mostra uma imagem do ecrã em que o estudante tem que resolver uma questão do tipo 2.

Figura 8

Depois de construirmos as moléculas necessárias verificamos se a resposta está correta carregando no butão OK ou premindo a tecla Enter. Se a resposta estiver incorreta o programa corrige-a.

Existem três modos de resposta 1. A resposta tem de incluir o número correto de moléculas ou átomos em que a valência de cada átomo e a geometria de cada molécula são respeitadas. Este é o modo que surge por defeito.

Como a valência de cada átomo tem de ser respeitada, os alunos têm de usar a regra do octecto para determinar essa valência. No caso do enxofre, a regra não é respeitada na maior parte dos casos, por isso, os alunos podem saber qual a valência do enxofre em cada molécula clicando na fórmula química da molécula (Figura 9).

Figura 9

2. A resposta tem de incluir o número correto de moléculas ou átomos em que a valência de cada átomo é respeitada, mas a geometria das moléculas não é exigida.

Neste modo, o programa indica quais as moléculas com a geometria incorreta, mas considera a resposta correta se a incorreção for apenas relativa à geometria das moléculas.

3. A resposta tem de incluir o número correto de moléculas ou átomos, mas a valência da cada átomo ou a geometria molecular não têm de ser respeitadas. Neste modo, o programa indica quais as moléculas com a valência atómicas ou geometria

incorretas, mas considera a resposta correta se a incorreção for apenas relativa às valências atómicas ou geometria das moléculas. Neste modo assume-se que os alunos não conhecem a regra do octeto que lhes permite determinar a valência de cada átomo, apesar disso como o programa indica as moléculas em que a valência está incorreta, os alunos podem saber qual a valência de cada átomo clicando na fórmula química da respetiva molécula (Figura 10).

Figura 10

Na parte inferior do ecrã (Figura 11) existem algumas opções.

Figura 11

•

Podemos selecionar o tipo de composto envolvido nas questões (átomos, moléculas ou ambos).

•

Podemos filtrar o tipo de questões que é feito.

•

É possível escolher entre substâncias únicas ou misturas de substâncias para as questões como por exemplo na Figura 12, onde o estudante tem de escrever as fórmulas químicas de três compostos diferentes.

•

Pode-se selecionar um teclado virtual para usar no quadro interativo.

•

Pode-se ativar os modos de resposta com permissividade relativa às valências atómicas e geometria molecular.

Figura 12

Nota sobre as correções das questões 1 Nas questões em que é necessário escrever as fórmulas químicas, o programa não exige que a ordem dos átomos na fórmula seja a convencionada. Ou seja, são aceites como fórmula química do amoníaco NH3 e H3N. A exceção a isto são os casos da água (apenas H 2O é aceite) e dos compostos orgânicos em que a ordem aceite é átomo de carbono, átomo de hidrogénio e os restantes por ordem alfabética.

Na opção Testar Conhecimentos do menu inicial o programa iniciará um teste de dez perguntas aleatórias que o estudante responderá como da mesma forma que a anterior exceto que agora as respostas incorretas não serão corrigidas.

No início do teste, pode-se selecionar se queremos misturas incluídas e qual o modo de resposta a considerar na correção. No final um resumo das respostas será apresentado.

Na opção Representação Livre poderemos representar moléculas sem haver nenhuma questão para resolver. Esta opção é útil para o professor usar na aula com o quadro interativo e mostrar compostos à escolha.

Na opção Aprender é apresentado um breve resumo das regras da escrita das fórmulas químicas.

Sempre que o programa é iniciado, as cores de cada átomo são escolhidas aleatoriamente, No caso de querer escolher as cores pode fazê-lo na opção Selecionar Cores.

Ficha Técnica

Material construído em Javascript Imagens feitas em Gimp e PyMol Autor: Ricardo Sousa Rodrigues

Este trabalho está publicado de acordo com uma licença Creative Commons AttributionNonCommercial 3.0 Unported License.