Objetivos (5 - 10 minutos)

1. Compreender os conceitos básicos de geometria molecular: Os alunos devem ser capazes de entender e descrever os conceitos fundamentais de geometria molecular, incluindo a definição de geometria molecular, a importância de entender a forma das moléculas e a relação entre a estrutura e a propriedade das moléculas.

2. Aplicar o modelo de repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (MRPEV): O objetivo é que os alunos possam aplicar o MRPEV para deduzir a geometria molecular de uma molécula dada. Eles devem ser capazes de prever a geometria molecular de uma molécula, conhecendo o número de pares eletrônicos de valência na molécula.

3. Resolver problemas práticos de geometria molecular: Os alunos devem ser capazes de resolver problemas práticos, como determinar a geometria molecular de uma molécula específica, usando o MRPEV.

Objetivos secundários:

• Estimular o pensamento crítico e a resolução de problemas: Além de compreender os conceitos e aplicá-los, os alunos devem ser incentivados a pensar criticamente e a trabalhar para resolver problemas práticos. Isso ajudará a desenvolver suas habilidades de pensamento crítico e resolução de problemas.

• Promover a colaboração e a comunicação: Durante a resolução de problemas, os alunos devem ser incentivados a colaborar e a se comunicar uns com os outros. Isso não apenas ajudará a melhorar suas habilidades de trabalho em equipe, mas também aprimorará suas habilidades de comunicação.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Revisão de conteúdos: O professor deve começar a aula fazendo uma breve revisão dos conceitos básicos que serão necessários para o entendimento do tópico da aula. Isso pode incluir a estrutura do átomo, a formação de ligações químicas e a distribuição de elétrons nos níveis e subníveis de energia.

2. Situações-problema: O professor pode apresentar duas situações-problema para despertar o interesse dos alunos e mostrar a relevância do tópico. Por exemplo:

   • "Por que a água é um composto polar e o dióxido de carbono é apolar, mesmo ambos sendo formados por ligações covalentes?"
   • "Como é possível que a amônia, que possui quatro pares de elétrons de valência, tenha uma geometria molecular piramidal, enquanto o metano, que também possui quatro pares de elétrons de valência, tenha uma geometria molecular tetraédrica?"

3. Contextualização: O professor deve então contextualizar a importância do estudo da geometria molecular, explicando que a forma de uma molécula influencia suas propriedades físicas e químicas, incluindo a polaridade, a solubilidade, o ponto de ebulição, entre outros. Pode-se citar exemplos práticos, como a importância da geometria molecular na compreensão da estrutura e reatividade dos compostos orgânicos, na síntese de novos materiais e medicamentos, e até mesmo na compreensão de fenômenos naturais, como o efeito estufa.

4. Introdução ao tópico: O professor deve introduzir o tópico da geometria molecular, explicando que a geometria de uma molécula é determinada pela repulsão entre os pares de elétrons de valência, e que existem diferentes maneiras de organizar esses pares de elétrons ao redor de um átomo central.

5. Curiosidades: Para despertar a curiosidade dos alunos, o professor pode compartilhar algumas curiosidades, como:

   • "Você sabia que a forma da molécula de DNA, uma dupla hélice, foi descoberta por James Watson e Francis Crick em 1953, através do estudo de sua geometria molecular?"
   • "E que a forma da molécula de fulereno, um alótropo do carbono, com a forma de uma bola de futebol, foi prevista antes mesmo de ser sintetizada em laboratório, através do estudo de sua geometria molecular?"

Essa Introdução deve ajudar a despertar o interesse dos alunos pelo tópico, mostrando a sua relevância e aplicação prática, e prepará-los para o Desenvolvimento do conteúdo da aula.

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Teoria da Geometria Molecular (10 - 12 minutos): O professor deve começar a parte teórica da aula explicando o conceito de geometria molecular. Ele deve destacar que a geometria de uma molécula é a disposição tridimensional dos átomos que a compõem, excluindo a contribuição dos elétrons livres. O professor pode utilizar modelos moleculares ou desenhos para ilustrar diferentes geometrias, como linear, trigonal planar, tetraédrica, piramidal, angular e bipirâmide trigonal.

   • Definição de geometria molecular: O professor deve explicar que a geometria molecular é a disposição tridimensional dos átomos que formam uma molécula.
   • Importância de entender a forma das moléculas: O professor deve enfatizar que a forma de uma molécula determina muitas de suas propriedades físicas e químicas, incluindo a polaridade, a solubilidade, o ponto de ebulição, entre outros. Portanto, entender a geometria molecular é fundamental para prever e explicar o comportamento das moléculas.
   • Exemplos de geometria molecular: O professor deve apresentar exemplos de moléculas com diferentes geometrias, explicando como a geometria é determinada pelo número e tipo de ligações e pares de elétrons de valência.

2. Modelo de Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência (MRPEV) (5 - 7 minutos): O professor deve, em seguida, introduzir o Modelo de Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência (MRPEV). Ele deve explicar que esse modelo descreve como os pares de elétrons de valência em torno de um átomo central se afastam uns dos outros para minimizar a repulsão e, assim, determinar a geometria da molécula.

   • Princípio do MRPEV: O professor deve explicar que, de acordo com o MRPEV, os pares de elétrons ao redor de um átomo central, seja um par de elétrons de ligação ou um par de elétrons não compartilhados, se repelirão mutuamente. Ele deve enfatizar que essa repulsão é maior entre os pares de elétrons não compartilhados do que entre um par de elétrons de ligação e um par de elétrons não compartilhados.
   • Regras do MRPEV: O professor deve apresentar as regras do MRPEV, que são:
     1. Os pares de elétrons ao redor de um átomo central se afastam o máximo possível, para minimizar a repulsão.
     2. A repulsão entre os pares de elétrons não compartilhados é maior do que a repulsão entre um par de elétrons de ligação e um par de elétrons não compartilhados.
     3. A repulsão entre os pares de elétrons de ligação é a menor possível.
   • Como usar o MRPEV para determinar a geometria molecular: O professor deve explicar que, para determinar a geometria molecular de uma molécula usando o MRPEV, devemos:
     1. Contar o número total de pares de elétrons de valência ao redor do átomo central.
     2. Deduzir a geometria molecular seguindo as regras do MRPEV.

3. Resolução de Problemas com o MRPEV (5 - 6 minutos): O professor deve, então, apresentar alguns exemplos de problemas envolvendo o MRPEV e a geometria molecular, e orientar os alunos na resolução desses problemas. O professor deve explicar cada etapa da resolução, mostrando como aplicar o MRPEV para determinar a geometria molecular.

   • Exemplo 1: O professor pode começar com um exemplo simples, como determinar a geometria molecular de uma molécula com apenas um átomo central e dois pares de elétrons de valência. O professor deve explicar que, de acordo com o MRPEV, os pares de elétrons se afastam o máximo possível, o que leva a uma geometria linear.
   • Exemplo 2: Em seguida, o professor pode apresentar um exemplo mais complexo, como determinar a geometria molecular de uma molécula com um átomo central e quatro pares de elétrons de valência. O professor deve explicar que, de acordo com o MRPEV, a geometria será tetraédrica se todos os pares de elétrons forem de ligação, ou piramidal se houver um par de elétrons não compartilhados. O professor deve orientar os alunos na contagem dos pares de elétrons e na dedução da geometria molecular.

O Desenvolvimento da aula deve ajudar os alunos a entender os conceitos de geometria molecular e MRPEV, e a aplicar esses conceitos para resolver problemas práticos. O professor deve estar atento para esclarecer quaisquer dúvidas que possam surgir e para garantir que todos os alunos estejam acompanhando o ritmo da aula.

Retorno (10 - 15 minutos)

1. Revisão dos Conceitos (5 - 7 minutos): O professor deve iniciar a etapa de Retorno revisando os conceitos principais abordados na aula. O professor pode fazer perguntas aos alunos para verificar a compreensão dos conceitos.

   • Pergunta 1: "O que é geometria molecular e por que é importante para a química?"
   • Pergunta 2: "Como o Modelo de Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência (MRPEV) nos ajuda a prever a geometria de uma molécula?"
   • Pergunta 3: "Como podemos usar o MRPEV para determinar a geometria molecular de uma molécula?"

2. Conexão entre Teoria e Prática (3 - 5 minutos): O professor deve então conectar a teoria apresentada com a prática. Isso pode ser feito através de exemplos práticos que demonstrem a aplicação dos conceitos teóricos.

   • Exemplo 1: O professor pode relembrar o exemplo da água e do dióxido de carbono apresentado na Introdução da aula. Ele pode explicar que a geometria molecular da água, que é angular, faz com que ela seja polar, enquanto a geometria molecular do dióxido de carbono, que é linear, faz com que ele seja apolar. Isso influencia em suas propriedades, como a solubilidade e a capacidade de formar ligações de hidrogênio.
   • Exemplo 2: O professor pode apresentar um novo exemplo, como a geometria molecular do metano, que é tetraédrica devido à repulsão entre os quatro pares de elétrons de valência, todos eles de ligação. Isso contribui para a estabilidade do metano e sua baixa reatividade.

3. Reflexão sobre o Aprendizado (2 - 3 minutos): O professor deve então pedir aos alunos que reflitam sobre o que aprenderam na aula. Eles podem fazer isso respondendo a perguntas como:

   1. "Qual foi o conceito mais importante que você aprendeu hoje?"
   2. "Quais questões você ainda tem sobre a geometria molecular e o MRPEV?"

4. Tarefa de Casa (1 minuto): Por fim, o professor deve atribuir uma tarefa de casa que reforce os conceitos aprendidos. A tarefa pode incluir a resolução de problemas adicionais, a pesquisa sobre a geometria de moléculas específicas e a preparação para a próxima aula. O professor deve explicar claramente o que é esperado dos alunos e quando a tarefa deve ser entregue.

O Retorno é uma etapa crucial do plano de aula, pois permite que o professor verifique se os alunos entenderam os conceitos apresentados e se são capazes de aplicá-los. Além disso, a reflexão sobre o aprendizado e a tarefa de casa ajudam a consolidar o conhecimento adquirido e a preparar os alunos para futuras aulas.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo dos Conteúdos (2 - 3 minutos): O professor deve fazer um resumo dos principais pontos abordados durante a aula. Isso inclui a definição de geometria molecular, a importância de entender a forma das moléculas, o Modelo de Repulsão dos Pares Eletrônicos da Camada de Valência (MRPEV) e como usá-lo para determinar a geometria molecular de uma molécula. O professor pode relembrar os exemplos práticos usados durante a aula para ilustrar esses conceitos.

2. Conexão entre Teoria, Prática e Aplicações (1 - 2 minutos): O professor deve destacar como a aula conectou a teoria, a prática e as aplicações. O professor pode relembrar os exemplos práticos usados durante a aula para demonstrar a aplicação dos conceitos teóricos. Ele deve enfatizar que a compreensão da geometria molecular e do MRPEV é fundamental para prever e explicar o comportamento das moléculas, e que isso tem aplicações em diversos campos, como química, biologia, medicina, engenharia de materiais, entre outros.

3. Materiais Extras (1 minuto): O professor deve sugerir alguns materiais extras para os alunos que desejam aprofundar seus conhecimentos sobre o tópico. Isso pode incluir livros de química, sites e vídeos educativos sobre geometria molecular e MRPEV. O professor pode também sugerir alguns exercícios adicionais para os alunos praticarem a determinação da geometria molecular.

4. Relevância do Tópico (1 - 2 minutos): Por fim, o professor deve reforçar a importância do tópico para o dia a dia dos alunos. Ele deve explicar que a geometria de uma molécula determina muitas de suas propriedades, e que isso tem implicações em diversas situações cotidianas. O professor pode citar exemplos, como a influência da geometria molecular na solubilidade dos compostos, na eficácia dos medicamentos, na composição da atmosfera e no funcionamento de dispositivos eletrônicos.

A Conclusão é uma etapa essencial do plano de aula, pois permite que o professor recapitule os principais pontos da aula, reforce a conexão entre a teoria, a prática e as aplicações, e ressalte a relevância do tópico para os alunos. Além disso, ao sugerir materiais extras e reforçar a importância do tópico, o professor estimula o aprendizado independente e a curiosidade dos alunos.