plano de aula meq - propriedades periodicas

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6

PROPRIEDADES PERIDICAS

Plano de aula desenvolvido pela aluna do curso de Graduao em Qumica (Licenciatura), como parte integrante da avaliao e treinamento em Metodologia de Ensino em Qumica II.Uberlndia

2013Sumrio1. DADOS DE IDENTIFICAO

2. INTRODUO3. JUSTIFICATIVA

4. OBJETIVO GERAL5. OBJETIVOS ESPECFICOS6. METODOLOGIA DO CURSO7. FUNDAMENTAO TEORICA

8. AVALIAO 9. REFERNCIAS

1. DADOS DE IDENTIFICAO1.1 Tema: Propriedades Peridicas1.2 Professora:

1.3 Srie: 1 ano do ensino mdio1.4 Data: 29/01/2013.

1.5 - Durao: 50 minutos.

2. Introduo:Os conceitos qumicos so tratados, em geral, no Ensino Mdio de forma fragmentada, visando simples memorizao de nomes e frmulas e a repetio de clculos. Nesse sentido, a utilizao de jogos e atividades ldicas em sala de aula torna-se uma proposta para a fuga do ensino tradicional, pois as atividades ldicas podem agir como elementos motivadores e facilitadores do processo ensino aprendizagem.

Atualmente de fundamental importncia que o ensino de Qumica seja relevante ao estudante, isto , que possa ser relacionado com o seu dia a dia, como assuntos que afetam a sua vida e a sociedade em que ele se insere. O dia a dia do professor muito dinmico e requer sempre a execuo de trabalhos didticos que estimulem o aprendizado. Esta uma tarefa inerente ao trabalho docente que comum em todos os nveis de ensino. Uma alternativa para a dinamizao das aulas variar as tcnicas de ensino empregadas. O desenvolvimento de estratgias modernas e simples, utilizando experimentos, jogos e outros recursos didticos, recomendado para dinamizar o processo de aprendizagem em Qumica.

Segundo Vygotsky, os jogos estimulam a curiosidade, a iniciativa e a autoconfiana; aprimoram o desenvolvimento de habilidades lingusticas, mentais e de concentrao; e exercitam interaes sociais e trabalho em equipe. Do ponto de vista do professor, os jogos permitem identificar erros de aprendizagem, atitudes e dificuldades dos alunos. Dentre os diversos tipos de jogos que podem ser aplicados em educao, este trabalho prope o casamento das regras do jogo Super Trunfo tradicional com a simbologia da Tabela Peridica dos elementos qumicos e suas propriedades peridicas.3. JUSTIFICATIVA:

O tema em questo ser ministrado como parte obrigatria da disciplina Metodologia de Ensino em Qumica II. Ressaltamos tambm a importncia para o aluno conhecer mais a Tabela Peridica e seus elementos qumicos bem como as propriedades peridicas dos mesmos, e ao mesmo tempo despertar o interesse pela qumica e reas afins, mudando a concepo dos alunos de que o assunto abordado seja algo difcil ou impossvel.4. OBJETIVO GERAL:

Oferecer condies ao aluno, que esteja cursando o 1 ano do Ensino Mdio, de identificar os elementos dispostos na Tabela Peridica, bem como a periodicidade de algumas propriedades.Inserir o ldico no ensino de qumica contribuindo para a reflexo, anlise e a experimentao de jogos em prticas pedaggicas atuando como um resgate da sensibilidade e do prazer do educando.5. OBJETIVOS ESPECFICOS: Compreender a disposio dos elementos ao longo dos grupos de acordo com suas propriedades.

Verificar quais comportamentos de tomos podem ser previstos por meio da localizao dos elementos.

Verificar, para os elementos representativos da Tabela Peridica, a periodicidade de algumas propriedades.

Reconhecer na Tabela Peridica um instrumento organizador de conhecimentos sobre os elementos qumicos.6. METODOLOGIA DO CURSO:No primeiro momento faremos uma discusso inicial, objetivando a busca de informaes prvias dos alunos sobre a Tabela Peridica. Sero lanadas as seguintes perguntas:

De que forma os elementos foram dispostos na tabela peridica?

O que vocs entendem por perodo de modo geral?

Onde esto os grupos e os perodos na tabela? Neste momento, usaremos o data show para visualizao da tabela peridica atual. O que a lei peridica? E propriedades peridicas? E quais so tais propriedades?

Atravs das respostas dos alunos guiados pelo professor, chegaremos a definio correta dos conceitos acima e partiremos para as propriedades peridicas lanando as seguintes questes: O que raio atmico? Como medir o raio de um tomo? Como vocs acham que o raio atmico varia na tabela peridica? Como vocs explicariam tal variao?Usaremos a tabela abaixo, atravs do data show, para mostrar a periodicidade do raio atmico na tabela, confirmando ou no as respostas dadas pelos alunos.

Tabela 1: Variao do raio atmico ao longo da Tabela Peridica. (Fonte: http://www.fisicaequimica.net/atomo/raioatomico.htm)

Esclarecidos tais tpicos, discutiremos a segunda propriedade: energia de ionizao. As perguntas a serem feitas sero: O que vocs entendem por energia de ionizao?

Usaremos novamente o data show para mostrar o processo de ionizao abaixo:

Um tomo, em seu estado fundamental, pode perder mais de um eltron? Se a resposta for positiva, a primeira energia de ionizao maior ou menor do que a segunda? Por qu?

Entendido o conceito de energia de ionizao discutiremos como essa energia varia na Tabela Peridica atravs dos seguintes questionamentos:

Como vocs acham que a energia de ionizao varia na Tabela Peridica? Como vocs explicariam tal variao? Essa variao tem alguma relao com o raio atmico? Por qu? Usaremos, aps os questionamento e atravs do data show, a tabela abaixo com os devidos valores de energia de ionizao de cada elementos para confirmar ou contrariar as respostas dadas pelos alunos.

Tabela 2: Variao peridica da energia de ionizao. (Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica/energia-ionizacao.htm)

Aps chegarmos s respostas corretas acerca da propriedade supracitada, falaremos sobre a terceira propriedade peridica: afinidade eletrnica ou eletroafinidade. Partiremos das questes abaixo:

O que afinidade eletrnica ou eletroafinidade?

Usaremos o data show para melhor visualizar o processo de formao de anions, atravs da equao abaixo, para melhor compreenso da eletroafinidade.

Na opinio de vocs, como a eletroafinidade varia na Tabela Peridica? Como vocs explicariam tal variao? Essa variao tem alguma relao com o raio atmico? Por qu?

Neste momento usaremos o data show para visualizar a tabela peridica abaixo que mostra como a eletroafinidade varia, confirmando ou contrariando a opinio dada pelos alunos.

Tabela 3: Variao da afinidade eletrnica na Tabela Peridica. (Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/afinidade-eletronica/)

Aps o entendimento dos pontos acima, estudaremos, ento, a quarta e ltima propriedade peridica: a eletronegatividade.

Para o entendimento de tal propriedade comearemos com os questionamentos abaixo:

O que eletronegatividade de um tomo? Como ela varia na tabela peridica? Essa variao tem relao com o raio atmico? Por qu?

Usaremos novamente o data show para visualizar a tabela peridica abaixo, contendo os valores de eletronegatividade dos elementos, confirmando ou no as opinies citadas pelos alunos.

Tabela 4: Variao da eletronegatividade na Tabela Peridica. (Fonte: http://zeus.qui.ufmg.br)

Definido os conceitos acima, executaremos, para fixao do contedo, um jogo chamado Super Trunfo qumico.

Antes de iniciarmos o jogo, os alunos sero advertidos que a inteno do jogo no intitular vencedores ou perdedores e sim, unicamente, a fixao do contedo aprendido.

Este jogo foi desenvolvido baseado no jogo de cartas comercialmente existente chamado Super Trunfo, que so encontrados em diversas formas e assuntos diferentes. No caso do Super Trunfo Qumico, o assunto abordado a Tabela Peridica e suas propriedades peridicas. Para a aplicao do jogo, os alunos sero divididos em grupos de no mximo oito componentes, sendo que um dos componentes dever escolher a carta a ser jogada.

As regras do jogo so as seguintes:

Participantes: dois ou mais jogadores

Objetivo: ficar com todas as cartas do adversrio por meio dos confrontos de valores de cada elemento.

Preparao: as cartas devero ser distribudas em nmeros iguais para cada um dos jogadores. Cada jogador recolhe suas cartas e as segura de modo que os adversrios no possam v-las. As cartas contero informaes sobre os elementos como: nmero atmico, massa atmica, raio atmico, energia de ionizao, eletronegatividade e eletroafinidade.

Como jogar:

a) O primeiro a jogar escolhe uma carta e, entre as informaes contidas nesta, dir o que quer confrontar com as cartas dos adversrios. Ex: maior eletronegatividade ou menor raio atmico. Quando todos os adversrios escolherem as cartas que colocaro em disputa, todos os jogadores devem colocar as cartas escolhidas na mesa e confrontarem os valores. Quem tiver o valor mais alto ou mais baixo ganha as cartas.

b) O prximo jogador ser o que venceu a rodada anterior. Assim prossegue o jogo at que um dos participantes fique com todas as cartas do jogo, vencendo a partida.

c) Se dois ou mais jogadores abaixam as cartas como mesmo valor mximo ou mnimo, os demais participantes deixam suas cartas na mesa e a vitria decidida entre os que empataram. Para isso, quem escolheu inicialmente diz um novo item a ser verificado na prxima carta, ganhando as cartas da rodada quem tiver o valor mais alto ou mais baixo do novo item. Para finalizar, discutiremos as possveis dvidas que podero surgir com o propsito de san-las.7. Fundamentao terica

A lei peridica A lei peridica estabelece que se os elementos so ordenados de acordo com o aumento do nmero atmico, pode-se observar a repetio das suas propriedades. Assim, cada elemento imediatamente posterior a um gs nobre um metal, uma classe especial de metais extremamente reativos, que reagem mesmo com a gua. Este conjunto de elementos que tem propriedades qumicas semelhantes so chamados de metais alcalinos. Alm disso, cada elemento imediatamente anterior a cada gs nobre, com exceo do hlio um elemento no metlico muito reativo, chamado halognio. Todos os halognios tem propriedade qumicas semelhantes. Considerando somente estas trs famlias de elementos (halognios, gases nobres e metais alcalinos) percebemos que a sequncia halognio gs nobre metal alcalino repete-se periodicamente. Outras famlias podem ser adicionadas a esta sequncia.A tabela peridica atualA Tabela Peridica atual (Figura 1) , efetivamente, um instrumento organizador de conhecimentos sobre os elementos qumicos, onde estes esto ordenados por ordem crescente de nmero atmico (Z).

Figura 1: Tabela Peridica atual segundo a IUPAC.

constituda por mais de 110 elementos, distribudos em 7 linhas horizontais perodos (azul), e 18 colunas verticais grupos ou famlias (laranja), como mostra a figura 2.

Figura 2: Tabela Peridica com os perodos e grupos.

Relaes nas propriedades peridicas Algumas propriedades dos tomos so mensurveis e mostram variaes peridicas em funo do nmero atmico. Tais propriedades so: raio atmico, energia de ionizao, afinidade eletrnica e eletronegatividade.

Raio atmico

Um tomo no tem forma delimitada, no apresenta limite para sua nuvem eletrnica, portanto muito difcil medir o mesmo. Apesar da dificuldade, possvel reunir um conjunto de dados de raios atmicos aproximados derivados de medidas de distncias interatmicas. Isto feito com vrios compostos escolhidos, nos quais os tomos esto envolvidos, aproximadamente, nas mesmas espcies de ligao. Ao comparar os resultados com a tabela peridica notamos que cada perodo comea com um tomo grande e os raios geralmente decrescem atravs do perodo, ilustrando a lei peridica.

Quando colocamos um tomo no perodo, adicionamos eltrons na camada de valncia, enquanto que h, simultaneamente, um aumento da carga nuclear. Com o aumento da carga nuclear, todos os eltrons so atrados mais fortemente e ento eles ficam mais perto do ncleo. O efeito mais claro no segundo e terceiro perodos, que no incluem os elementos de transio.

Percorrendo qualquer grupo de elementos A, os raios tendem a aumentar. Para estes elementos poderia se supor que o aumento da carga nuclear atrasse os eltrons cada vez mais fortemente, causando uma diminuio no tamanho. Porm, as camadas de valncia se tornam cada vez mais distantes do ncleo com o aumento do nmero de camadas, diminuindo a atrao que o ncleo exerce sobre os eltrons mais externos, causando o aumento do raio observado no grupo.

Assim,

Quanto maior o nmero de nveis, maior ser o tamanho do tomo.

O tomo que apresenta maior nmero de prtons exerce uma maior atrao sobre seus eltrons, o que ocasiona uma reduo no seu tamanho.

Generalizando:

Num mesmo grupo ou famlia: o raio atmico (tamanho do tomo) aumenta de cima para baixo na tabela, devido ao aumento do nmero de nveis;

Num mesmo perodo: o tamanho do tomo aumenta da direita para a esquerda na tabela, devido diminuio do nmero de prtons nesse sentido, o que diminui a fora de atrao sobre os eltrons. A figura abaixo mostra simplificadamente a variao peridica do raio atmico.

Figura 3: variao do raio atmico na tabela peridica.

Energia de ionizao

Quando um tomo isolado, no seu estado fundamental, absorve energia, o eltron pode ser transferido de um nvel energtico para outro. Se a energia fornecida for suficientemente grande, o eltron pode ser completamente removido do tomo, originando um on positivo. Este eltron removido recebe o nome de eltron ionizvel. Assim, a energia mnima necessria para que isso ocorra a energia de ionizao. Uma vez que o tomo isolado livre, sem influncia de tomos vizinhos, o termo implica tomos no estado gasoso. Ento, energia de ionizao a energia necessria para provocar o seguinte processo:

Como mais de um eltron pode ser removido do tomo, a energia necessria para a execuo do processo acima chamada de primeira energia de ionizao. A segunda energia de ionizao a energia necessria para remover o segundo eltron do tomo e assim por diante.

A energia de ionizao varia periodicamente de acordo com o nmero atmico dos elementos, na tabela peridica. Em geral, a energia comea baixa no incio de cada perodo e aumenta atravs dele. Este fato se explica atravs do aumento da carga nuclear e consequente diminuio do raio atmico ao longo do perodo, pois os eltrons externos se tornam cada vez mais fortemente atrados pelo ncleo do tomo, provocando o aumento da energia de ionizao atravs do perodo.

Para os gases nobres, observamos elevadas energias de ionizao que facilmente explicada pela alta estabilidade que o octeto de eltrons, exceto para o He (estvel com 2 eletrons), da camada de valncia, sendo, portanto, necessria elevada energia para remover um eltron. Ao longo dos grupos da tabela peridica, a energia de ionizao decresce. O aumento do raio atmico atravs do grupo faz com que a atrao eltron-ncleo diminua, diminuindo tambm a energia necessria para remover o eltron ionizvel.

Generalizando:

Quanto maior o tamanho do tomo, menor ser a primeira energia de ionizao.

A figura abaixo mostra simplificadamente a variao peridica da energia de ionizao.

Figura 4: variao da energia de ionizao na tabela peridica.Afinidade eletrnica ou eletroafinidadeUm tomo pode tambm receber um eltron, resultando em um on negativo, como mostra o processo abaixo:

Tal processo acompanhado, geralmente, por liberao de energia. A energia liberada determina quo fortemente o eltron se liga ao tomo. Portanto, a afinidade eletrnica a quantidade de energia liberada quando um tomo no seu estado fundamental gasoso (isolado) recebe um eltron. Algumas afinidades eletrnicas so negativas, significando que a energia foi absorvida quando o tomo recebe um eltron.Por ser muito difcil de ser medida, no so conhecidos os valores de afinidade eletrnica para alguns elementos.

Geralmente, ao longo de um perodo os valores de afinidade eletrnica aumentam e decrescem atravs do grupo devido ao aumento da carga nuclear e diminuio do raio atmico, o que torna a atrao eltron-ncleo maior.

Generalizando:

Num grupo ou perodo, quanto menor o raio atmico, maior a afinidade eletrnica.

A figura abaixo mostra simplificadamente a variao peridica da afinidade eletrnica.

Figura 5: variao da afinidade eletrnica na tabela peridica.

Eletronegatividade

Eletronegatividade a tendncia do tomo em receber eltrons em uma ligao. A eletronegatividade dos elementos no uma grandeza absoluta, mas, sim, relativa. Ao estud-la, na verdade estamos comparando a fora de atrao exercida pelos tomos sobre os eltrons de uma ligao. Essa fora de atrao tem relao com o raio atmico: quanto menor o tamanho do tomo, maior ser a fora de atrao, pois a distncia ncleo-eltron da ligao menor, ou seja, a eletronegatividade ser maior. A eletronegatividade no definida para os gases nobres devido a grande estabilidade dos mesmo.

As variaes de eletronegatividade podem ser representadas pela ilustrao a seguir:

Figura 6: variao da eletronegatividade na tabela peridica.8. REFERNCIAS: RUSSEL, J.B. Qumica Geral. Trad.D.L. Sanioto et al. So Paulo: Makron Books, 1994.

FELTRE, R. Qumica. 5 ed. So Paulo:Moderna, 2000. v. 2.

USBERCO, J.; SALVADOR, E. Qumica. So Paulo: Saraiva, 1999.http://www.fisicaequimica.net/atomo/raioatomico.htmhttp://www.brasilescola.com/quimica/energia-ionizacao.htmhttp://www.ptable.com/http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc32_1/05-EA-0509.pdfhttp://www.xveneq2010.unb.br/resumos/R0558-1.pdf