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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.

Manual Químicas Molecular  

Manual do material da Casa das Ciências, Químicas Molecular, disponível para download em: http://www.casadasciencias.org/index.php?option=co...

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