Aula "Introdução à Química Orgânica" para o 9.º ano
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O documento fornece uma introdução à Química Orgânica, descrevendo sua origem no século XVIII e definições propostas por cientistas como Bergman, Berzelius, Whöler e Kekulé. Também resume os principais tipos de compostos orgânicos como hidrocarbonetos, alcoóis, aldeídos e suas aplicações.
![Química Orgânica (QO) ou Química dos compostos de carbono? ,[object Object],[object Object],[object Object]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)
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- 1. Introdução à Química Orgânica
- 4. Torbern Olof Bergman (1735-1784)
- 6. Jöns Jacob Berzelius (1779-1848)
- 9. Friedrich August Kekulé (1829-1896)
- 11. Exemplos de compostos orgânicos
- 12. Estruturas de compostos orgânicos
Notas do Editor
- Salientar o facto da Química Orgânica ser recente, quando comparada com outras áreas científicas. No entanto, o seu crescimento tem sido enorme. ATENÇÃO: neste e nos seguintes slides deve clicar em cima do nome do cientista para aparecer num novo slide a imagem do mesmo.
- Destacar a importância actual da síntese orgânica. Referir ainda que desde que a QO e a Química Inorgânica se separaram, existem cerca de 7 milhões de compostos orgânicos contra cerca de 200 mil compostos inorgânicos. O professor poderá referir que mais à frente o Kekulé será mencionado mais uma vez. ATENÇÃO: o professor ao clicar sobre o nome de Whöler irá passar ao slide seguinte; a seguir o professor deverá clicar sobre a imagem para voltar ao slide e clicar sobre Kekulé.
- Uma proposta de definição para a Química Orgânica.
- Em cima: Polímeros (pneus – Fig. 1, nylon – Fig. 2) ; Grafite e Diamante – Fig. 3 Em baixo: Polímeros naturais (Fig. 1 e 3) e plástico (polímeros artificiais – Fig. 2)
- Em cima: estrutura de proteínas a 3D; estruturas várias No meio: Reacção de polimerização (para verem a enorme cadeia de um polímero); grafite; diamante Em baixo: Futeboleno (C60) Deve-se alertar os alunos para a importância da estrutura/organização dos elementos, comparando a fragilidade da grafite com a resistência do diamante, apesar de ambos serem constituídos apenas por carbono. O futeboleno é para “cativar” o interesse dos alunos com “algo diferente” e pode-se referir que também é constituído apenas por carbono mas possui a forma de uma bola de futebol, dai a designação. Se quiser poderá referir ainda que o futeboleno é constituído por 60 átomos de carbono, 12 pentágonos e 20 hexágonos, formando uma esfera perfeita.
- Relembrar: Numa molécula orgânica as ligações existentes são do tipo covalente (partilha de electrões); O elemento carbono possui a capacidade de estabelecer 4 ligações covalentes; Ligações simples implica a partilha de 2 electrões, ligações duplas partilham 2 pares de electrões e ligações triplas partilham 3 pares de electrões; Notação de Lewis (se necessário); Voltar ao slide anterior para mostrar de novo as cadeias enormes que podem formar (exemplo dos polímeros).
- Salientar que são designados por compostos alifáticos todos os hidrocarbonetos não aromáticos (cadeia aberta e fechada). ATENÇÃO: o professor poderá clicar nas palavras “Saturados”, “Insaturados” e “Aromáticos” e terá oportunidade de voltar a este quadro resumo de Hidrocarbonetos para prosseguir a apresentação.
- Referir aos alunos que IUPAC significa International Union of Pure and Applied Chemistry e que as regras são decididas por uma comunidade científica mundial. A título de curiosidade pode-se ainda dizer que as regras por vezes mudam (quando a comunidade científica o decide). Se a tipologia dos alunos da turma e o número/tempo de aulas o permitir, poderá explicar aos alunos as regras de nomenclatura mais utilizadas (que não é o que se pretende nesta apresentação e neste estudo em particular, até para estar de acordo com o programa curricular actual). Dar a indicação de que os prefixos apresentados são aplicados na nomenclatura de todos os compostos orgânicos.
- O professor poderá salientar que os exemplos apresentados neste e slides seguintes foram elaborados pelo software ACD Labs , gratuito, que será apresentado no penúltimo slide da apresentação. Neste e nos slides onde são invocados exemplos de compostos orgânicos, caso o tempo de aula permita, os alunos, em grupo de dois (se possível), poderão acompanhar os exemplos apresentados e representar os exemplos utilizando modelos moleculares. Outra alternativa seria, caso o número de alunos o permita e as condições logísticas da sala também, os alunos, em grupo de dois (se possível), poderão acompanhar os exemplos apresentados e representar os exemplos utilizando um software que permita construir estruturas de compostos orgânicos, como os apresentados no penúltimo slide da apresentação. Neste caso, os alunos teriam de ser orientados previamente pelo professor para alguns comandos que lhes permitam facilmente construir as estruturas. O professor deverá pedir para que os alunos construam um ciclopropano (utilizando modelos moleculares ou o software ). Em todos os casos deverão confirmar a conformidade das fórmulas gerais apresentadas. Perguntar aos alunos se poderá existir um cicloetano. Se a tipologia dos alunos da turma e o número/tempo de aulas o permitir, o professor poderá introduzir que os hidrocarbonetos podem possuir ramificações, introduzindo ainda os radicais alquilo. ATENÇÃO: o professor ao clicar no botão do canto inferior direito voltará ao quadro resumo dos hidrocarbonetos (slide 14).
- O professor deverá alertar os alunos de que: As fórmulas gerais apresentadas apenas são válidas desde que a estrutura apenas possua uma ligação covalente dupla; A estrutura 3D apresentada está em conformidade com a primeira, pois nota-se claramente o número de hidrogénios associados a cada um dos carbonos da cadeia principal, para além de se verificar claramente que a ligação C=C da esquerda possui um comprimento menor do que a ligação C-C da direita (relembrar a razão desta situação, aquando dos conteúdos abordados em ligações químicas). O professor deverá pedir para que os alunos construam um ciclopropeno (utilizando modelos moleculares ou o software ). Em todos os casos deverão confirmar a conformidade das fórmulas gerais apresentadas. Perguntar aos alunos se poderá existir um cicloeteno.
- O professor deverá alertar os alunos de que: As fórmulas gerais apresentadas apenas são válidas desde que a estrutura apenas possua uma ligação covalente tripla; A estrutura 3D apresentada está em conformidade com a primeira, pois nota-se claramente o número de hidrogénios associados a cada um dos carbonos da cadeia principal, para além de se verificar claramente que a ligação C C da direita possui um comprimento menor do que a ligação C-C da esquerda (relembrar a razão desta situação, aquando dos conteúdos abordados em ligações químicas); A estrutura 3D aparece simétrica da anterior. O professor deverá pedir para que os alunos construam um ciclopropino (utilizando modelos moleculares ou o software ). Em todos os casos deverão confirmar a conformidade das fórmulas gerais apresentadas. Perguntar aos alunos se poderá existir um cicloetino. ATENÇÃO: o professor ao clicar no botão do canto inferior direito voltará ao quadro resumo dos hidrocarbonetos (slide 14).
- Os alunos apenas precisam de saber que existem aromáticos e conhecer o benzeno, no que se refere a compostos aromáticos. A título de curiosidade, o professor deverá referir que o nome deste grupo de compostos orgânicos é uma consequência do facto de que os primeiros compostos conhecidos deste grupo possuírem um aroma intenso e agradável. Explicar, sucintamente, a necessidade da estrutura de ressonância no benzeno (pode ainda apresentar o equivalente à estrutura de ressonância, que é vulgarmente utilizado) e perguntar qual será a fórmula química (C 6 H 6 ) do benzeno. O professor poderá ainda referir que a estrutura do benzeno constituiu um desafio aos cientistas durante bastante tempo, até Kekulé conseguir desvendar o mistério no séc. XIX. O professor poderá ainda contar algum mito associado à descoberta da estrutura de KeKulé (o sonho da cobra a morder a própria cauda).
- Salientar o grupo carbonilo, característico dos aldeídos, quando se encontra associado a um ou aos dois carbonos nos extremos da cadeia.
- Salientar o grupo carbonilo, característico dos aldeídos, quando se encontra associado a um ou aos dois carbonos nos extremos da cadeia.
- Salientar o grupo carbonilo, característico das cetonas, quando se encontra associado a um ou mais carbonos do interior da cadeia.
- Salientar o grupo carboxilo, característico dos alcoóis.
- O professor poderá dar exemplos de aminas secundárias (dipropilamina, por exemplo) e de aminas terciárias (tripopilamina, por exemplo).