Plano de Aula | Metodologia Ativa | Funções Orgânicas: Nomenclatura de Nitrila e Isonitrila

Premissas: Este Plano de Aula Ativo pressupõe: uma aula de 100 minutos de duração, estudo prévio dos alunos tanto com o Livro, quanto com o início do desenvolvimento do Projeto e que uma única atividade (dentre as três sugeridas) será escolhida para ser realizada durante a aula, já que cada atividade é pensada para tomar grande parte do tempo disponível.

Objetivos

Duração: (5 - 10 minutos)

A etapa de objetivos é essencial para direcionar o foco dos alunos para as competências chave que serão desenvolvidas durante a aula. Ao estabelecer claramente o que se espera alcançar, os alunos podem melhor preparar-se e engajar-se nas atividades propostas. Esta seção serve também para alinhar as expectativas do professor com os resultados de aprendizagem desejados, garantindo uma abordagem pedagógica precisa e eficaz.

Objetivos principais:

1. Capacitar os alunos a nomear corretamente nitrilas e isonitrilas, aplicando as regras de nomenclatura da IUPAC.

2. Desenvolver a habilidade de reconhecer e diferenciar nitrilas e isonitrilas de outros compostos orgânicos, baseando-se em características estruturais e funcionais.

Objetivos secundários:

1. Estimular o pensamento crítico e a aplicação prática de conceitos teóricos na resolução de problemas.

Introdução

Duração: (15 - 20 minutos)

A introdução tem como propósito inserir os alunos no tema da aula através de situações problema que estimulem a revisão e aplicação do conhecimento prévio sobre nomenclatura de nitrilas e isonitrilas. Além disso, a contextualização busca conectar o conteúdo com aplicações reais e curiosidades, aumentando o interesse e a relevância do estudo desses compostos. Essa abordagem visa preparar os alunos para as atividades práticas em sala, onde poderão aplicar de maneira mais aprofundada o que aprenderam de forma teórica em casa.

Situações Problema

1. Considere o seguinte composto: CH3-C≡N. Como você o nomearia utilizando a nomenclatura IUPAC para nitrilas?

2. Imagine que você tenha três frascos não identificados em seu laboratório, e um deles contém um composto cuja fórmula é R-N≡C. Como você identificaria qual dos frascos contém uma isonitrila?

Contextualização

As nitrilas e isonitrilas são compostos orgânicos importantes na indústria farmacêutica e na ciência de materiais. Por exemplo, as isonitrilas são ligantes valiosos em complexos de metais de transição, amplamente utilizados em catálise e síntese orgânica. Além disso, nitrilas e isonitrilas são frequentemente encontradas em produtos naturais, como em certos óleos essenciais, que são vitais para a perfumaria e a indústria de aromas. Compreender a nomenclatura e a estrutura desses compostos é crucial para a química aplicada e para a pesquisa em química orgânica.

Desenvolvimento

Duração: (70 - 75 minutos)

A etapa de desenvolvimento é projetada para permitir que os alunos apliquem de forma prática e interativa o conhecimento adquirido sobre nomenclatura de nitrilas e isonitrilas. Através de atividades em grupo, os alunos terão a oportunidade de resolver problemas, criar conteúdo e visualizar estruturas, consolidando assim seu entendimento e habilidades em identificar e nomear esses compostos. Esta abordagem não só reforça o aprendizado como também promove habilidades de colaboração e pensamento crítico.

Sugestões de Atividades

Recomenda-se que seja realizada apenas uma das atividades sugeridas

Atividade 1 - Mistério Molecular: O Caso das Nitrilas e Isonitrilas

> Duração: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Aplicar o conhecimento teórico de nomenclatura de nitrilas e isonitrilas em uma situação prática de identificação de compostos desconhecidos.

- Descrição: Os alunos serão divididos em grupos de até 5 pessoas e receberão três frascos, cada um contendo um composto diferente, mas com rótulos trocados. Os compostos são: uma nitrila, uma isonitrila e um composto de controle. Os alunos deverão usar as técnicas aprendidas de nomenclatura e análise estrutural para identificar cada composto corretamente.

- Instruções:

• Divida a classe em grupos de até 5 alunos.

• Entregue um conjunto de três frascos para cada grupo, cada um com um composto diferente.

• Os rótulos dos frascos estarão trocados, e um deles será uma nitrila, outro uma isonitrila e o terceiro será um composto de controle.

• Os alunos devem usar as regras de nomenclatura IUPAC para identificar cada composto.

• Após a identificação, cada grupo deve apresentar suas conclusões e o raciocínio utilizado para a identificação.

Atividade 2 - Desafio da Nomenclatura

> Duração: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Desenvolver habilidades de nomenclatura de nitrilas e isonitrilas de forma lúdica e interativa.

- Descrição: Nesta atividade, os alunos irão criar um jogo de tabuleiro onde cada casa do tabuleiro contém um composto orgânico. Os jogadores deverão avançar no tabuleiro nomeando corretamente os compostos que encontrarem. Os compostos incluirão nitrilas, isonitrilas e outros compostos para confundir.

- Instruções:

• Divida a classe em grupos de até 5 alunos.

• Forneça materiais como cartolina, marcadores e fichas para a criação do tabuleiro.

• Cada grupo deve criar um tabuleiro de jogo contendo casas com diferentes compostos orgânicos.

• Os grupos devem incluir nitrilas, isonitrilas e outros compostos para dificultar o jogo.

• Após a criação, os grupos irão jogar o tabuleiro que outros grupos fizeram, testando seu conhecimento de nomenclatura.

Atividade 3 - Construtores de Modelos Moleculares

> Duração: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Utilizar modelos moleculares para visualizar e identificar nitrilas e isonitrilas, reforçando o aprendizado prático da nomenclatura.

- Descrição: Os alunos usarão kits de modelagem molecular para construir modelos de diferentes compostos, incluindo nitrilas e isonitrilas. Eles deverão identificar e nomear cada modelo construído, discutindo as características estruturais que diferenciam os diversos tipos de compostos.

- Instruções:

• Organize a classe em grupos de até 5 alunos.

• Distribua kits de modelagem molecular para cada grupo.

• Forneça aos alunos fichas com fórmulas que devem ser construídas.

• Os alunos devem construir os modelos e, em seguida, nomear e identificar cada composto.

• Cada grupo apresenta um resumo das nomenclaturas e características dos compostos construídos.

Retorno

Duração: (15 - 20 minutos)

A finalidade desta etapa é permitir que os alunos articulem o que aprenderam e reflitam sobre o processo de aprendizagem. A discussão em grupo ajuda a consolidar o conhecimento, permitindo que os alunos verbalizem e compartilhem suas compreensões. Além disso, essa troca de experiências e pontos de vista promove um entendimento mais profundo do tema, esclarecendo dúvidas que possam ter surgido durante as atividades práticas e reforçando a importância da nomenclatura química na identificação e diferenciação de compostos orgânicos.

Discussão em Grupo

Para iniciar a discussão em grupo, o professor deve reunir todos os alunos e pedir que cada grupo compartilhe suas descobertas e os desafios enfrentados durante as atividades. Uma abordagem eficaz é iniciar com uma breve recapitulação dos objetivos da aula e, em seguida, pedir que cada grupo apresente um resumo das identificações feitas e das estratégias utilizadas. Esta é uma oportunidade para os alunos compararem métodos e resultados, além de questionarem uns aos outros sobre suas escolhas e raciocínios.

Perguntas Chave

1. Quais foram os maiores desafios que vocês encontraram ao tentar identificar as nitrilas e isonitrilas nos frascos?

2. Como a atividade de criação de modelos moleculares ajudou a esclarecer a diferença entre nitrilas e isonitrilas?

3. Há alguma regra de nomenclatura que ainda causa dúvida? Como podemos esclarecer isso?

Conclusão

Duração: (10 - 15 minutos)

A finalidade da etapa de conclusão é consolidar o aprendizado, integrando os conhecimentos teóricos e práticos adquiridos durante a aula. Além de reforçar a compreensão dos alunos sobre nitrilas e isonitrilas, esta seção visa também destacar a relevância do conteúdo aprendido em situações reais e cotidianas, motivando os estudantes a valorizar e aplicar o conhecimento químico em diversas áreas de suas vidas.

Resumo

Nesta última etapa da aula, o professor deve resumir e recapitular os principais pontos abordados sobre a nomenclatura de nitrilas e isonitrilas, enfatizando as regras da IUPAC e as características que diferenciam esses compostos de outros na química orgânica. É essencial que os alunos tenham uma visão clara de como aplicar essas regras em situações práticas, como as atividades realizadas durante a aula.

Conexão com a Teoria

A aula de hoje foi estruturada para conectar teoria e prática de maneira efetiva, utilizando métodos como a construção de modelos moleculares, a resolução de problemas práticos e a criação de jogos de tabuleiro. Essas atividades permitiram aos alunos visualizar e aplicar diretamente o conhecimento teórico, reforçando a compreensão e a importância da nomenclatura de nitrilas e isonitrilas em contextos reais e fictícios.

Fechamento

Para concluir, é relevante destacar a importância do estudo das nitrilas e isonitrilas no cotidiano, seja na indústria farmacêutica, na pesquisa de materiais ou até mesmo em aplicações diárias. Compreender a nomenclatura e a estrutura desses compostos não apenas enriquece o conhecimento químico dos alunos, mas também os prepara para aplicar esses conceitos em futuras carreiras científicas ou na vida acadêmica.