Interações Intermoleculares: elementos para a determinação de uma estrutura conceitual - Seribeli, Fábio Luiz (2022)
O propósito deste trabalho surgiu a partir de estudos e reflexões que identificam a importância das interações intermoleculares na graduação em química, encontrados nas principais produções relativas ao tema. No entanto, observou-se também, a necessidade de se avançar em debates que considerem as opiniões de especialistas, novas metodologias e estratégias de abordagem desse tema que permeia vários conteúdos da química, para uma aprendizagem significativa, que supere uma abordagem classificatória na perspectiva de uma abordagem molecular, tendo como cerne os conceitos fundamentais que um químico deva saber sobre interações intermoleculares, como fatores principais da pesquisa, tudo isso orientado pela pergunta-problema: O que um químico deve saber sobre o tema interações intermoleculares?. Desse modo, o trabalho utilizou como metodologia, a análise de conteúdo de entrevistas com especialistas, com o objetivo de apontar os principais dados, conceitos e princípios para a aprendizagem das interações intermoleculares em um curso de ensino superior em química. Um levantamento bibliográfico foi realizado com o intuito de analisar a produção científica acerca do tema e também auxiliou na elaboração do roteiro de entrevistas, expresso em artigos que constem nas seguintes bases de dados: ERIC (Education Resources Information Center), Scientific Electronic Library Online (SciELO) e Web of Science (anteriormente conhecida como Web of Knowledge) e nas revistas da área de ensino de química: JCE (Journal of Chemical Education), CERP (Chemistry Education Research and Pratice), EQ (Educación Química) e QN (Química Nova). As publicações estavam inseridas nas perspectivas de Conteúdos Conceituais, Aprendizagem e Propostas de ensino. Neste estudo, onze especialistas foram caracterizados como professores pesquisadores que desenvolvem o conteúdo em suas disciplinas e/ou cujas linhas de pesquisa se relacionam com o tema. Desse modo, foram aplicadas metodologias de caráter qualitativo, cujos resultados evidenciaram que o tema deve ser visto com maior centralidade durante a graduação em química. A análise dos artigos selecionados na pesquisa bibliográfica, em especial sobre os conteúdos conceituais, resultou em ideias-chave fundamentais e abrangentes no contexto do tema: equação de van der Waals, energia de interação, interações dispersivas, ligações de hidrogênio e as propriedades físico-químicas. Dentro de tais ideias, aspectos essenciais levantados são resumidamente representados pela noção da origem da equação de van der Waals e o significado das constantes a e b. A energia de interação, importante para diferenciação entre ligações químicas e interações, suas equações que contribuem para a ideia de unificação das interações, a importante correlação da energia com as distâncias intermoleculares e os modelos do potencial de Lennard-Jones e quânticocomputacionais, que contribuem para a ênfase de diversos conceitos relacionados à energia de interação. A pertinência do entendimento do caráter universal e aditivo das interações dispersivas, além da geometria molecular e polarizabilidade capitais em tais interações. A compreensão de distâncias e ângulos típicos das ligações de hidrogênio, a energia e natureza dessas ligações para a percepção do caráter covalente em alguns casos, além da importância na interpretação de inúmeros fenômenos. As propriedades físico-químicas consideradas imprescindíveis na abordagem do tema, uma vez que o conhecimento das interações oferece suporte às explicações das relações estrutura-propriedades. Os entrevistados apontaram a necessidade de aprimorar a abordagem do tema com ênfase no conhecimento mais profundo das estruturas moleculares, o que implica na compreensão de parâmetros moleculares como densidade eletrônica, polaridade e polarizabilidade, na percepção de que vários tipos de interações podem atuar num mesmo sistema e relacionar as energias de interações, suas magnitudes em função das separações intermoleculares. Os resultados do presente trabalho também podem servir como base para a hipótese defendida de que a compreensão das interações intermoleculares deve estar centrada nos parâmetros moleculares e fundamentalmente na distribuição e dinâmica dos elétrons nas estruturas moleculares. Além de proporcionar reflexões ou mudanças a serem consideradas, oferecendo suporte para outras investigações da área de ensino de química.