Prefácio
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Conceitos de Ancoragem em Química O American Chemical Society Examinations Institute (Instituto de Exames da Sociedade Americana de Química) tem elaborado exames e avaliação para Química voltada a faculdades há mais de 75 anos. Em 2012, o Instituto publicou trabalhos no Journal of Chemical Education sobre “conceitos de ancoragem” ou “grandes ideias” em Química. O objetivo era fornecer aos professores de faculdades um conteúdo refinado da Química, de forma que a introdução pudesse ser mais bem alinhada ao conteúdo dos exames da American Chemical Society (ACS). O mapa da ACS começa com “conceitos de ancoragem”, subdivididos em “entendimentos duradouros” e ainda divididos em mais áreas detalhadas. Acreditamos que essas ideias são úteis tanto aos professores quanto aos estudantes de Química e são importantes o bastante para incluí-las nesse Prefácio. O Conselho da faculdade, o editor dos exames Advanced Placement (AP) recentemente reformulou o currículo de química de AP juntamente com muitas dessas mesmas ideias. Esse currículo também é baseado em “grandes ideias” e depois em “entendimentos duradouros”. Este último foi dividido em “conhecimento essencial” e “práticas da ciência” e, finalmente, em “objetivos do aprendizado”. Temos certeza de que a atual edição de Química Geral e Reações Químicas incluiu material que satisfaz muitos dos critérios do currículo do Corpo Diretor do College Board, enquanto baseia-se amplamente o texto nos “conceitos de ancoragem” do Examination Institute.
Conceitos de Ancoragem do American Chemical Society Examinations Institute 1. Átomos (Capítulos 1, 2, 6, 7)
Átomos são blocos de construção da Química. Os capítulos 1 e 2 descrevem a composição básica dos átomos e os experimentos clássicos que têm definido a estrutura atômica. A estrutura eletrônica dos átomos é descrita em detalhes no Capítulo 6, no qual os números quânticos e orbitais são introduzidos. No Capítulo 7 segue-se a análise das configurações de eletrônicas, diagramas de níveis de energia dos orbitais e tendências periódicas em química e propriedades físicas dos elementos. Observamos que a lei de Coulomb é o princípio subjacente implícito e explícito em muitas dessas discussões. 2. Ligações (Capítulos 8, 9, 12, 23)
Dois capítulos sobre ligações covalentes seguem a discussão da estrutura atômica. A estrutura molecular
Quimica e reacao quimica Volume 1.indb 17
é abordada no Capítulo 8, que começa com estruturas de Lewis e então passa para a determinação de estruturas eletrônicas e moleculares usando instruções de RPENV. Uma discussão detalhada da teoria de Ligação de Valência e uma introdução de hibridização vêm logo após o Capítulo 9, e são seguidas pela teoria do orbital molecular em um nível qualitativo. A ligação em compostos iônicos e semicondutores é abordada no capítulo sobre sólidos (Capítulo 12). A ligação em compostos orgânicos é novamente enfatizada no Capítulo 23. 3. Estrutura e Função (Capítulos 11, 12, 16, 24)
A relação mais notável da estrutura com a função está no Capítulo 24 (bioquímica), que inclui problemas interessantes como hemoglobina e anemia falciforme, e a função dos ácidos nucleicos na síntese de proteína. Entretanto, as relações de estrutura-função estão em todo o livro. Considere, por exemplo, as propriedades do gelo e da água no Capítulo 11, a energia reticular e as propriedades físicas dos compostos iônicos no Capítulo 12, e os princípios da reatividade na química de ácidos e bases (Capítulo 16). 4. Interações Intermoleculares (Capítulos 10, 11, 24)
O Capítulo 11 está especificamente dedicado a este tópico; estão aqui introduzidas as forças íon–dipolo, dipolo–dipolo e as forças de London, cada uma com base nas forças de atração coulombianas (eletrostáticas). Ligações de hidrogênio recebem atenção especial. Também observamos a importância das atrações intermoleculares em gases reais (Capítulo 10) e moléculas bioquímicas (Capítulo 24). 5. Reações (Capítulos 3, 4, 16, 17, 19-24)
Reatividade química é um tema majoritário neste livro. A química é composta por uma ampla coleção de reações químicas. Tipos de reações e princípios de equilíbrio químico são introduzidos no Capítulo 3, e os aspectos quantitativos das reações (estequiometria de produtos químicos) são abordados no Capítulo 4. Análises em profundidade das reações de ácido-base de Brønsted-Lowry e das reações de precipitação são apresentadas nos capítulos 16 e 17 e as reações redox são analisadas em profundidade no capítulo sobre eletroquímica (19). Reações importantes em nosso meio ambiente estão abordadas no Capítulo 20, e a química dos elementos do grupo principal e dos elementos de transição está descrita nos capítulos 21 e 22, respectivamente. Finalmente, os capítulos de Química Orgânica e Bioquímica (23 e 24) estão organizados em torno de estruturas e reações.
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