Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Identificar as funções orgânicas nitrila e isonitrila, entendendo suas propriedades e estruturas.
2. Diferenciar as nitrilas das isonitrilas, analisando suas características e formas de reação.
3. Aplicar o conhecimento adquirido para resolver problemas de identificação e classificação de compostos orgânicos em que apareçam nitrilas e isonitrilas.

Objetivos secundários:

• Estimular a habilidade de observação e interpretação de estruturas moleculares.
• Promover a compreensão de como as propriedades estruturais dos compostos orgânicos influenciam suas reações químicas.
• Desenvolver a capacidade de aplicar o conhecimento teórico de química orgânica na resolução de problemas práticos.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Revisão de conteúdos prévios: O professor inicia a aula relembrando os conceitos básicos de funções orgânicas, com ênfase em aminas e cianetos, que são fundamentais para o entendimento da nitrila e isonitrila. O professor também pode fazer uma breve revisão sobre a estrutura dos compostos orgânicos, reforçando a importância de identificar ligações e grupos funcionais. (3 - 5 minutos)

2. Situações-problema:

   • Problema 1: O professor pode propor a seguinte situação: "Imagine que você é um cientista e precisa identificar um composto desconhecido que contém carbono, hidrogênio e nitrogênio. Como você determinaria se ele é uma nitrila ou uma isonitrila?" (2 - 3 minutos)

   • Problema 2: Outra situação pode ser: "Se você tivesse uma amostra de uma nitrila e uma de uma isonitrila, como você as diferenciaria, considerando suas propriedades químicas?" (2 - 3 minutos)

3. Contextualização:

   • O professor pode destacar que nitrilas e isonitrilas são comumente encontradas em produtos químicos industriais, como solventes, na fabricação de produtos farmacêuticos e como intermediários em sínteses orgânicas. (1 - 2 minutos)

   • Além disso, pode-se mencionar que essas substâncias têm aplicações na natureza, por exemplo, algumas plantas produzem nitrilas que podem ser tóxicas para certos animais. (1 - 2 minutos)

4. Introdução ao tópico:

   • Curiosidade 1: O professor pode mencionar que a isonitrila é conhecida por seu odor desagradável, que é frequentemente descrito como o cheiro de "cadáveres podres". Isso pode servir para despertar o interesse dos alunos no tópico. (1 - 2 minutos)

   • Curiosidade 2: Outra curiosidade interessante é que a cianeto de hidrogênio, uma isonitrila, é usado na execução de prisioneiros em câmaras de gás. Isso destaca a importância de entender essas substâncias e suas propriedades. (1 - 2 minutos)

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Teoria sobre Nitrilas (8 - 10 minutos):

   • Definição: O professor começa explicando que nitrilas são compostos orgânicos que contêm o grupo funcional -C≡N (cianeto), onde o carbono está ligado a um nitrogênio por uma tripla ligação. Ele pode destacar que a nitrila é um isômero da amida, pois ambas têm a mesma fórmula molecular, mas a amida tem a fórmula R-CONH2, onde R pode ser um átomo de hidrogênio ou um grupo alquil (ou aril).

   • Estrutura: Em seguida, o professor deve desenhar a estrutura de uma nitrila, mostrando a tripla ligação entre o carbono e o nitrogênio.

   • Propriedades: O professor deve discutir as propriedades físicas das nitrilas, como ponto de fusão e ebulição, solubilidade em água e em solventes orgânicos, e densidade. Ele deve enfatizar que as nitrilas têm pontos de fusão e ebulição mais altos do que os alcanos e alcenos de massa molecular semelhante, devido à polaridade da tripla ligação carbono-nitrogênio. Além disso, as nitrilas são geralmente pouco solúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos.

2. Teoria sobre Isonitrilas (8 - 10 minutos):

   • Definição: O professor deve explicar que as isonitrilas são compostos orgânicos que contêm o grupo funcional -N≡C (isonitrila), onde o nitrogênio está ligado a um carbono por uma tripla ligação. Ele deve ressaltar que a isonitrila é um isômero da nitrosoamida, pois ambas têm a mesma fórmula molecular, mas a nitrosoamida tem a fórmula R-N=C=O, onde R pode ser um átomo de hidrogênio ou um grupo alquil (ou aril).

   • Estrutura: O professor deve desenhar a estrutura de uma isonitrila, mostrando a tripla ligação entre o nitrogênio e o carbono.

   • Propriedades: O professor deve discutir as propriedades físicas das isonitrilas, como ponto de fusão e ebulição, solubilidade em água e em solventes orgânicos, e densidade. Ele deve enfatizar que as isonitrilas têm pontos de fusão e ebulição mais baixos do que os alcanos e alcenos de massa molecular semelhante, devido à menor polaridade da tripla ligação nitrogênio-carbono. Além disso, as isonitrilas são geralmente pouco solúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos.

3. Diferenças entre Nitrilas e Isonitrilas (4 - 5 minutos):

   • O professor deve destacar as principais diferenças entre nitrilas e isonitrilas, ressaltando que a principal diferença está na posição da tripla ligação (carbono-nitrogênio para nitrilas e nitrogênio-carbono para isonitrilas).

   • Ele deve discutir como essa diferença afeta as propriedades físicas e químicas desses compostos, usando as informações apresentadas anteriormente.

   • O professor também deve mencionar que as nitrilas e isonitrilas têm aplicações práticas diferentes, devido às suas propriedades distintas. Por exemplo, as nitrilas são usadas na fabricação de produtos farmacêuticos, enquanto as isonitrilas são usadas na síntese de poliuretanos.

4. Resolução das Situações-Problema (5 - 10 minutos):

   • O professor deve revisitar as situações-problema apresentadas na Introdução e guiar os alunos na resolução delas, aplicando o conhecimento adquirido sobre nitrilas e isonitrilas.

   • Ele deve incentivar os alunos a pensarem criticamente e a justificarem suas respostas com base nas propriedades e características desses compostos.

   • O professor deve fornecer feedback e esclarecer quaisquer dúvidas que os alunos possam ter durante a resolução das situações-problema.

Este é o fim da parte de Desenvolvimento da aula. O professor deve garantir que todos os alunos tenham entendido os conceitos apresentados antes de prosseguir para a próxima etapa.

Retorno (8 - 10 minutos)

1. Discussão em grupo (3 - 4 minutos):

   • O professor deve promover uma discussão em grupo sobre as soluções ou conclusões encontradas pelos alunos para as situações-problema apresentadas.
   • É importante que os alunos compartilhem suas respostas e expliquem o raciocínio que utilizaram para chegar a elas.
   • O professor deve incentivar a participação de todos, fazendo perguntas para esclarecer o pensamento dos alunos e para promover a reflexão sobre o processo de solução de problemas.

2. Conexão com a teoria (2 - 3 minutos):

   • O professor deve então fazer a conexão entre as soluções encontradas pelos alunos e a teoria apresentada.
   • Ele deve destacar como as propriedades e características das nitrilas e isonitrilas foram aplicadas na resolução das situações-problema.
   • Isso servirá para reforçar o entendimento dos alunos sobre os conceitos discutidos e para demonstrar a relevância da teoria para a prática.

3. Reflexão individual (2 - 3 minutos):

   • O professor deve propor que os alunos façam uma reflexão individual sobre o que aprenderam na aula.
   • Ele pode sugerir que os alunos pensem em respostas para perguntas como: "Qual foi o conceito mais importante que você aprendeu hoje?" e "Quais questões ainda não foram respondidas?"
   • O professor deve dar um minuto para que os alunos reflitam silenciosamente e, em seguida, pedir a alguns deles que compartilhem suas reflexões com a turma.
   • Essa atividade de reflexão é uma oportunidade para os alunos consolidarem seu aprendizado e para o professor receber feedback sobre a eficácia da aula.

4. Feedback do professor (1 minuto):

   • O professor deve encerrar a aula dando um feedback geral sobre o desempenho da turma.
   • Ele pode elogiar os pontos fortes dos alunos, como a participação ativa na discussão e a capacidade de aplicar a teoria à prática.
   • Além disso, o professor pode destacar áreas em que os alunos podem melhorar, como a compreensão de certos conceitos ou a resolução de problemas complexos.
   • O feedback do professor é uma maneira importante de motivar os alunos e de orientar seu estudo autônomo.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo do conteúdo (2 - 3 minutos):

   • O professor deve fazer um breve resumo dos principais pontos abordados durante a aula, reforçando a definição de nitrilas e isonitrilas, suas estruturas, propriedades e diferenças.
   • Ele deve relembrar os alunos sobre a importância de entender as propriedades estruturais dos compostos orgânicos para prever suas reações químicas e suas aplicações práticas.

2. Conexão teoria-prática (1 - 2 minutos):

   • Em seguida, o professor deve destacar como a aula conectou a teoria com a prática. Ele pode mencionar as situações-problema discutidas e como os alunos aplicaram o conhecimento teórico para resolvê-las.
   • O professor pode também reforçar a relevância do estudo das nitrilas e isonitrilas para a compreensão de processos químicos presentes na indústria e na natureza.

3. Materiais extras (1 - 2 minutos):

   • O professor deve sugerir materiais extras para os alunos que desejam aprofundar seus conhecimentos sobre o tema. Esses materiais podem incluir livros de química orgânica, sites de química e vídeos educativos sobre nitrilas e isonitrilas.
   • Além disso, o professor pode sugerir exercícios de fixação e provas anteriores para que os alunos possam praticar a identificação e classificação de nitrilas e isonitrilas.

4. Aplicações no dia a dia (1 minuto):

   • Para finalizar, o professor deve destacar algumas aplicações práticas do conhecimento adquirido. Ele pode mencionar que o estudo das nitrilas e isonitrilas é importante para entender a síntese de muitos produtos químicos industriais e farmacêuticos.
   • O professor pode também mencionar a importância do conhecimento sobre esses compostos para a compreensão de processos químicos em nossa vida cotidiana, como a decomposição de matéria orgânica e a produção de odores.

5. Encerramento (30 segundos):

   • O professor encerra a aula agradecendo a participação dos alunos e reforçando a importância do estudo contínuo e da prática na aprendizagem da química orgânica. Ele deve lembrar os alunos de revisar o conteúdo da aula e de se preparar para a próxima aula, que irá abordar um tópico relacionado.

Este é o fim da aula. O professor deve garantir que os alunos tenham compreendido todos os conceitos apresentados e que estejam preparados para aplicá-los em suas atividades de estudo autônomo e em aulas futuras.