Contextualização

Introdução Teórica

Ligações químicas são forças que mantêm os átomos unidos nos compostos. Ligações químicas podem ser categorizadas em diferentes tipos, como ligações iônicas, covalentes e metálicas. As ligações covalentes são formadas quando dois átomos compartilham elétrons. Essas ligações covalentes podem ser classificadas em ligação sigma e ligação pi, dependendo da geometria do compartilhamento de elétrons.

Ligações sigma (σ) são formadas quando dois orbitais atômicos se sobrepõem de maneira linear entre os núcleos dos átomos participantes. São, portanto, mais fortes e estáveis que as ligações pi, pois têm uma maior área de sobreposição entre os orbitais.

Por outro lado, ligações pi (π) são formadas por um compartilhamento lateral de elétrons, em que a sobreposição ocorre paralelamente ao eixo nuclear. Essas ligações tendem a ser mais frágeis que as sigma, justamente pela menor área de sobreposição.

Aplicação Prática e Contextualização

Os conceitos de ligações sigma e pi são fundamentais para a compreensão da estrutura e propriedades das moléculas. Por exemplo, essas ligações são essenciais para a descrição da estrutura plana do benzeno, uma molécula de crucial importância em química orgânica e na indústria farmacêutica.

Além disso, a compreensão destas ligações é fundamental para a descrição de reações químicas, como as reações de adição em alcenos e alcinos. A manipulação destas reações é a base de muitas sínteses orgânicas, com aplicações variando desde combustíveis até medicamentos.

Atividade Prática

Título da Atividade: Construindo Modelos Moleculares: Compreendendo as Ligações Pi e Sigma

Objetivo do Projeto:

O objetivo deste projeto é proporcionar um entendimento aprofundado e prático das ligações sigma e pi na estrutura das moléculas. Através da construção de modelos moleculares, os alunos irão visualizar e compreender a diferença entre essas duas ligações. Os alunos também irão aplicar esses conceitos em um contexto histórico, relacionando-o com a evolução do pensamento científico.

Descrição Detalhada do Projeto:

O projeto envolverá os alunos em grupos de 3 a 5 pessoas, e cada grupo precisará desenvolver os seguintes componentes:

1. Pesquisa e Apresentação Teórica: cada grupo deve iniciar uma pesquisa detalhada sobre as ligações pi e sigma, explorando sua teoria, importância e aplicações. A partir desta pesquisa, os grupos devem preparar um slide show para apresentar suas descobertas e explicar esses conceitos.

2. Construção de Modelos Moleculares: usando kits de modelagem molecular (ou materiais domésticos, como palitos e bolinhas de gude), os alunos devem construir modelos de moléculas que demonstram ligações sigma e pi. O objetivo aqui é visualizar e entender a diferença entre essas duas ligações.

3. Contextualização Histórica: a partir das pesquisas realizadas, os alunos deverão conectar as ligações pi e sigma com avanços científicos históricos, elaborando um texto escrito.

Essas atividades devem ser realizadas ao longo de várias semanas, estimando um esforço total de pelo menos 12 horas de trabalho para cada aluno.

Materiais necessários:

• Acesso à Internet para pesquisa
• Computador para preparar apresentações
• Kits de modelagem molecular (ou alternativamente, palitos e bolinhas de gude para construir os modelos)
• Papel e caneta para anotações e elaboração do texto escrito

Passo a Passo Detalhado para a Realização da Atividade:

1. Pesquisa: Os grupos devem começar pesquisando sobre as ligações pi e sigma. Procurando entender a teoria por trás dessas ligações e sua importância na estruturação das moléculas e em reações químicas.

2. Preparação da Apresentação: Com base na pesquisa, os grupos devem preparar um slide show explicando as ligações pi e sigma. A apresentação deve incluir a teoria, exemplos práticos de moléculas que contêm essas ligações, e suas implicações e usos práticos.

3. Construção dos Modelos: Usando os kits de modelagem molecular, cada grupo deve construir modelos de moléculas que demonstrem ambas as ligações. Esses modelos serão usados durante as apresentações para auxiliar na explicação do conceito.

4. Contextualização Histórica: Finalmente, cada grupo deve escrever um texto onde relacionam as ligações pi e sigma com a evolução do pensamento científico. Podem abordar como a descoberta destas ligações contribuiu para a compreensão atual da química.

Entregas do Projeto:

Ao final do projeto, cada grupo deverá entregar:

1. Apresentação em Slides: Uma apresentação em slides explicando a teoria das ligações sigma e pi e demonstrando sua compreensão por meio de exemplos práticos.

2. Modelos Moleculares: Modelos físicos de moléculas que demonstrem ligações sigma e pi.

3. Texto Escrito: Um texto que conecte a teoria das ligações pi e sigma com a evolução do pensamento científico.

Estas entregas serão complementadas com o relatório onde os alunos irão detalhar seus processos de pesquisa e aprendizado, os conceitos aprendidos, a metodologia utilizada para a construção dos modelos e as conclusões retiradas do projeto.