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LICENCIATURA EM QUÍMICA PRÁTICA DE ENSINO: VIVÊNCIA NO AMBIENTE EDUCATIVO (PE:VAE) POSTAGEM 2: ATIVIDADE 2 SEQUÊNCIA DIDÁTICA Felipe Cardoso RA: 1825553 Unip Norte 2019 Identificação: Nível de ensino/turma: 3° ano do Ensino Médio Disciplina: Química Tema da aula: Química orgânica Quantidade de aulas: 03 aulas (50min/cada). AULA 01 Conteúdos: • Apresentação e definição do tema; • Teoria da Força Vital e síntese de Wöhler; • Classificações do Carbono; • Representações e classificações da Cadeia Carbônica; Objetivos: • Definir o que é Química Orgânica; • Conhecer o histórico da Química Orgânica; • Classificar o Carbono e suas cadeias; Recursos: • Quadro Branco; • Apostila didática - Química 3° Ano; • Data show, vídeos e slides; Etapas da aula: Introdução - É importante salientar que, antes de partimos para a definição do tema, é fundamental que os alunos já tenham conhecimento sobre a Química Inorgânica, pois ira facilitar a aprendizagem dos mesmos, de modo em que os dois conceitos estejam relacionados. O tema em questão, aborda os conceitos de Química Orgânica, assim sendo, explique a importância da matéria, de modo que as regras são feitas para facilitar, a importância no mundo científico e no cotidiano (05min). Desenvolvimento da aula – Comece a aula definindo brevemente o tema, escrevendo, ditando ou verbalmente. A Química Orgânica é o ramo da Química que estuda a composição e as propriedades dos compostos que apresentam o carbono como principal elemento químico de sua constituição. A origem da Química Orgânica data do final do século XVIII, quando os químicos começaram a se dedicar ao estudo das substâncias presentes nos seres vivos. Após o breve resumo, detenha um vídeo e explique sobre Bergman, Teoria da Força Vital e Síntese de Wöhler(05min). Vídeo explicando Bergman, Berzélius e Wöhler(05min). Ou seja, para Bergman a química orgânica foi primeiramente definida como um ramo químico que estudava os compostos dos organismos vivos, enquanto a inorgânica estudava os composto minerais. Foi com Berzélius e sua Teoria da Força Vital que estabeleceu que os compostos orgânicos precisavam da vida para serem sintetizados, tratando como impossível a síntese artificial desses compostos. Então Wöhler com a Síntese da Ureia, mostrou ser possível a síntese de um composto orgânico, derrubando a Força Vital. Complete com a definição de Kekulé, escrevendo no Quadro Branco que, “ Química Orgânica é o ramo da química que estuda os compostos do carbono. “ O Carbono e suas classificações - Concluindo o assunto anterior que, visa contar de maneira resumida o histórico da Química Orgânica, é hora de se aprofundar um pouco mais. Primeiro, apresente o Carbono para a turma, escrevendo no quadro, “O Carbono é um elemento não-metálico tetravalente, pertence a família 4A na tabela periódica, exibe o número atômico 6 e massa atômica 12; seu símbolo é a letra C.” Em seguida detenha dois slides para melhor explicação. Em seguida, detenha outro slide e explique as classificações do Carbono. Carbono primário: ligado diretamente, no máximo, a 1 outro carbono; Carbono secundário: ligado diretamente a 2 outros carbonos; Carbono terciário: ligado diretamente a 3 outros carbonos; Carbono quaternário: ligado diretamente a 4 outros carbonos. Carbono Saturado: apresenta somente ligações simples, chamadas de sigma (σ). Carbono Insaturado: presença de duplas ligações, denominadas de pi (π). Ou ainda, carbono que apresenta ligação tripla(10min). Representações das Cadeias Carbônicas - Levando em consideração que o assunto a cima foi aprendido, pergunte para a turma se não restam dúvidas, não havendo, avançe. Escreva no quadro “ Cadeia carbônica é o conjunto de todos os átomos de carbono e de todos os heteroátomos que constituem a molécula de qualquer composto orgânico.” Detenha um vídeo explicativo sobre o assunto e explique parte por parte. Vídeo explicando a definição e representação das cadeias carbônicas. Destaque as representações, escrevendo ou ditando e peça para que os alunos anotem os seguintes destaques; Cadeia aberta, alifática ou acíclica: é composta pelo menos de duas extremidades e não apresenta ciclos na cadeia. Cadeia fechada ou cíclica: não apresenta extremidades e os átomos fecham em pelo menos um ciclo. Cadeias aromáticas: possuem pelo menos um anel aromático, que é um anel que contém ligações duplas alternadas. Podem ser ramificadas ou não. Cadeias não aromáticas ou alicíclicas: possuem uma cadeia fechada, porém que não tem as ligações duplas alternadas. Cadeia normal ou linear: apresenta somente duas extremidades, sem ramificações. Cadeia ramificada: apresenta no mínimo três extremidades, pois possuem ramificações. Cadeia saturada: só possui ligações simples em sua estrutura. Cadeia insaturada: possui pelo menos uma ligação dupla ou tripla em sua estrutura. Cadeia homogênea: possui apenas átomos de carbono na extensão da cadeia. Cadeia heterogênea: possui a presença de heteroátomos(15min). Atividades para os estudantes: Afim de encerrar a aula, faça algumas perguntas, escrevendo ou ditando e deixe que os alunos resolvam individualmente, não valendo ponto, apenas para estudos, é permitido consulta. • O que a Química Orgânica estuda? • A Teoria da Força Vital é correta até os dias atuais? Justifique. • O que é a Síntese de Wöhler e o que ela provou? • Explique qual é o príncipal elemento químico envolvido na Química Orgânica e suas propriedades. • O que é um Carbono primário, secundário, terciário e quartenário respectvamente? • Desenhe as representações de cada cadeia carbônica(10min). Avaliação: É de suma importância que ao termino desta aula, o aluno possa compreender o que é a Química Orgânica e sua história, conheça o Carbono, suas propriedades e classificações, saiba explicar a Teoria da Força Vital e como ela foi derrubada por Wöhler e classifique as representações das cadeias carbônicas. Sendo assim, o aluno já esteja ciente sobre o conceito base de Química Orgânica e preparado para as próximas aulas de maior complexidade. Realizar uma conversa coletiva para cessar dúvidas. Referências: https://querobolsa.com.br/enem/quimica/quimica-organica https://www.infoescola.com/quimica/compostos-organicos/ https://pt.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A2nica https://www.infoescola.com/quimica/cadeia-carbonica/ Imagens retiradas do google imagens. https://querobolsa.com.br/enem/quimica/quimica-organica https://www.infoescola.com/quimica/compostos-organicos/ https://pt.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A2nica https://www.infoescola.com/quimica/cadeia-carbonica/ AULA 02 Conteúdos: • Compostos aromáticos; • Ressonância; • Hibridização do Carbono; Objetivos: • Descrever os compostos aromáticos e ressonância; • Empregar o uso da hibridização; Recursos: • Quadro Branco; • Apostila didática - Química 3° Ano; • Data show, vídeos e slides; Etapas da aula: Introdução - Recapitule a aula anterior, relembre e pergunte sobre o tema ensinado. Nesta aula, explique que iremos avançar mais, dar mais um passo, saliente aos alunos de que o estudo da Química Orgânica é complexo, por isso tem que ser passo- a-passo, não pode haver dúvidas. Explique que o tema a ser ensinado nesta aula é mais um item da Química Orgânica e que o conhecimento da aula anterior é indispensável, apresente os temas da aula atual(05min). Desenvolvimento da aula – Compostos Aromáticos: Inicie a aula com uma explicação breve do que é compostos aromáticos “ Os compostos aromáticos são hidrocarbonetos que apresentam um ou mais anéis benzênicos em sua molécula. O anelbenzênico (ou anel aromático), representado pela fórmula C6H6, é uma estrutura cíclica muito estável, que se caracteriza pela alternância de ligações simples e duplas entre os carbonos. ” Detenha uma imagem da representação de um composto aromático. Explique sobre a história do termo “aromático”, dizendo que; O termo “aromático” surgiu no século XIX e sua origem está associada à fragrância de alguns desses compostos, como o benzeno, responsável pelo cheiro do carvão destilado, e o benzaldeido, que confere aroma a certas frutas. Posteriormente os químicos perceberam que tais substâncias apresentavam um comportamento muito diferente dos outros compostos orgânicos e, então, descobriram que isso se deve à presença do anel benzênico na estrutura.” Em seguida classifique os compostos aromáticos, explicando, mostrando imagens e pedindo para que os alunos anotem. Compostos aromáticos mononucleares (ou mononucleados) – aqueles que possuem um único anel benzênico. Compostos aromáticos polinucleares (ou polinucleados) – aqueles que apresentam mais de um anel benzênico em sua estrutura. Essa classe, por sua vez, se subdivide em: Polinucleares isolados – os anéis benzênicos não possuem átomos de carbono em comum. Polinucleares condensados – os anéis têm átomos de carbono em comum. (10min). Ressonância: Depois da explicação e classificação sobre compostos aromáticos, faça algumas perguntas com o intuito de cessar dúvidas, em seguida inicie a explicação sobre ressonância, já dizendo: “ Alguns compostos possuem em sua estrutura ligações duplas alternadas com ligações simples. O mais famoso de todos eles é o benzeno, cuja estrutura foi proposta em 1865, pelo químico alemão Friedrich August Kekulé. Sua estrutura seria cíclica e formada por três ligações duplas intercaladas com três ligações simples, conforme as figuras do slide .” Detenha uma imagem. Explique que em 1930, o cientista americano Linus Pauling propôs a teoria da ressonância que explicou esta aparente contradição. Esta teoria dizia o seguinte: Cite a frase dita por Pauling; “Sempre que, em uma fórmula estrutural, pudermos mudar a posição dos elétrons sem mudar a posição dos átomos, a estrutura real não será nenhuma das estruturas obtidas, mas sim um híbrido de ressonância daquelas estruturas.” Para encerrar a explicação sobre ressonância, detenha mais uma imagem, explicando a teoria. (05min). Hibridização do Carbono: Agora, peça para que os alunos tenham a apostila didática em mãos, inicie sobre a hibridização do Carbono consultando a apostila com a turma. Destaque o trecho, “ Basicamente, esse processo é o desenvolvimento de formação das orbitais eletrônicas mistas. Alguns átomos têm a capacidade de entrelaçar os subníveis de suas órbitas “s” e “p”, originando a hibridização do carbono sp sp2 sp3. ” Detenha um slide. Peça para que os alunos grifem sobre as ligações importantes para as transformações dos carbonos hibridizados. Ligação pi - Essa conexão acontece quando os eixos atômicos se interpenetram em órbitas paralelas e formam ligações duplas ou triplas. Somente o orbital “p” apresenta condições para realizar esse processo, sendo ele mais fraco que a ligação sigma (σ). Ligação sigma - Nessa conexão, a interpenetração de orbitais atômicos acontecem no mesmo eixo. Por esse motivo, ela é chamada de ligação simples. O aluno deve compreender que, o híbrido sp2 surge apenas na ligação sigma (σ), enquanto o híbrido sp3 possui uma ligação sigma (σ) e o resto em pi. Hibridização sp2: Ainda utilizando a apostila, destaque e explique os tipos de hibridização. “ Para uma melhor compreensão, saiba que esse tipo de conexão do carbono acontece no momento em que um dos orbitais “p” não se mistura. Isso acontece em moléculas de eteno, por exemplo, onde existe uma dupla ligação entre as moléculas carbonáticas.” Detenha a imagem. Hibridização sp3: Detenha uma imagem: Peça para a turma destacar; Compreenda que híbridos do tipo sp3 se formam a partir de uma molécula carbonática que efetue quatro ligações sigma (σ) resultando na junção de eixos atômicos puros.(15min). Atividades para os estudantes: Ao fim de mais uma aula, efetue algumas perguntas, escrevendo ou ditando, não valendo ponto e permitindo consulta, assim os alunos poderão se auto-avaliar. • O que é ressonância? • Cite exemplos de compostos aromáticos. • Classifique os compostos aromáticos. • O que é uma hibridização do tipo sp3? • Quais são as ligações mais importantes para hibridização do carbono e como elas funcionam? (15min). Avaliação: Ao término da aula, o aluno deverá compreender o que são compostos aromáticos e a classificá-los, compreender o que é a ressonância e entender como identificá-las, conhecer sobre hibridização do carbono e aprender como empregá-las. Realizar uma conversa com a turma para analiza-los se estão compreendendo o assunto e cessar possíveis dúvidas. Referências: https://www.stoodi.com.br/blog/2019/01/28/hibridizacao-do-carbono/ https://brasilescola.uol.com.br/quimica/compostos-aromaticos.htm https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/ressonancia-efeito-mesomerico.htm Imagens retiradas do google imagens. AULA 03 Conteúdos: • Nomenclatura de hidrocarbonetos; • Nomenclatura dos Radicais; • Nomenclatura das cadeias ramificadas; • Funções orgânicas; Objetivos: • Identificar e definir as nomenclaturas; • Conhecer as funções orgânicas; https://www.stoodi.com.br/blog/2019/01/28/hibridizacao-do-carbono/ https://brasilescola.uol.com.br/quimica/compostos-aromaticos.htm https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/ressonancia-efeito-mesomerico.htm Recursos: • Quadro Branco; • Apostila didática - Química 3° Ano; • Data show, vídeos e slides; Etapas da aula: Introdução - Com a intenção de obter mais resultados sobre a disciplina ensinada, explique para os alunos que o assunto da aula atual, vai pautar no conhecimento das nomenclaturas, com o intuito de os mesmos, conhecerem, identificarem e definirem nomes de compostos, cadeias e radicais, afim de se aprofundarem no assunto e entender do por quê dos nomes de alguns compostos serem complexos. Diga que quando um composto recebe um nome, tem que ser seguido algumas regras, regras essas definida pela IUPAC – International Union of Pure and Applied Chemistry no português - União Internacional de Química Pura e Aplicada. Fale um pouco sobre IUPAC, dizendo que ela é uma organização não governamental internacional dedicada ao avanço da química. (05min). Desenvolvimento da aula - Hidrocarbonetos: Inicie então, a apresentação e nomenclaturas de hidrocarbonetos. Primeiro, escreva no quadro “ Os hidrocarbonetos são os compostos químicos formados por carbono e hidrogênio. ” De modo geral, a nomenclatura dos hidrocarbonetos segue a seguinte ordem, detenha um slide: Dita ou escreva, peça para os alunos anotarem sobre a nomenclatura do alcanos - Os alcanos apresentam cadeia aberta formada por ligações simples. Eles possuem a nomenclatura mais simples. Detenha a imagem. Os alcenos - são formados por cadeias carbônicas abertas que apresentam uma dupla ligação. Detenha a imagem. Os alcinos - são formados por cadeias carbônicas que apresentam ligações triplas. Detenha a imagem. (10min). Radicais: Antes de continuar com as cadeias ou hidrocarbonetos ramificados, faça um desvio e explique basicamente sobre radicais. Escreva no quadro: “ Radicais orgânicos são espécies ou conjunto de átomos ligados entre si e que apresenta um ou mais elétrons livres (valências livres). ” Cite exemplos com o slide. Classifique e ensine as nomenclaturas, dita, faça algumas anotações com os alunos e mostre slides passo-a-passso.Explique: Dentre os radicais que apresentam elétrons livre em átomo de carbono, os mais comuns são aqueles formados exclusivamente por carbono e hidrogênio. Esses radicais são classificados abaixo: Faça anotações no quadro junto com os alunos no caderno. a) Radicais monovalentes: apresentam um elétron livre em átomo de carbono. Subdivisão dos radicais monovalentes: Alquilas ou alcoílas: o elétron livre pertence a carbono que apresenta somente ligações simples: H3C─CH2─ Alquenilas: o elétron livre pertence a carbono que apresenta uma ligação dupla: H2C═CH─ Alquinilas: o elétron livre pertence a carbono que apresenta uma ligação tripla: HC C ─ Arilas: o elétron livre pertence a carbono do núcleo benzênico: Radicais bivalentes: apresentam dois elétrons livres pertencentes ao mesmo carbono ou átomos de carbonos distintos. Subdivisão dos radicais bivalentes: Alquilenos: os elétrons livres pertencem a carbonos distintos e saturados: https://www.infoescola.com/elementos-quimicos/hidrogenio/ https://www.infoescola.com/quimica/ligacao-dupla/ https://www.infoescola.com/quimica/ligacao-tripla/ Alquilidenos: os elétrons livres pertencem ao mesmo átomo de carbono saturado: Alquilas: Para a nomenclatura destes radicais, usamos o prefixo indicativo da quantidade de carbonos, seguido da terminação il ou ila Radical alquila cíclica: Acrescentamos, neste caso, a palavra ciclo Alquenilas: Para a nomenclatura destes radicais, usamos o prefixo indicativo da quantidade de carbonos, seguido de en (indicativo da dupla ligação) e da terminação Il(a) Arilas: A nomenclatura dos radicais arilas não segue nenhuma regra. Entretanto, você precisa saber os nomes das seguintes arilas: Detenha a imagem. (10min). Cadeias ou hidrocarbonetos ramificados: Continue com as nomenclaturas das cadeias, explicando, mostrando imagens e fazendo anotações junto com a turma. Explique: Quando os hidrocarbonetos são ramificados, além do nome da cadeia, as ramificações também devem ser indicadas. Para isso, deve-se considerar a cadeia mais longa como a cadeia principal, a qual é numerada e indicam-se as posições das ramificações. Além disso, a numeração da cadeia deve ser feita de modo que as ramificações recebam o menor número possível. Caso exista mais de uma ramificação, as regras são as seguintes, peça para que os alunos anotem: 1. Quando existem duas ou mais ramificações iguais elas são indicadas usando os prefixos di, tri, tetra, etc. 2. Quando as ramificações são diferentes elas são citadas em ordem alfabética. 3. No caso de alcenos e alcinos, a cadeia principal é aquela que apresenta a dupla ou tripla ligação. A numeração da cadeia deve se iniciar da extremidade mais próxima da ligação, independente das ramificações. Exemplo: 1. Alcano com ramificação: 2.2.4-trimetil-pentano Explique: Nomenclatura dos alcadienos. A nomenclatura dos alcadienos termina com o sufixo dieno. Lembre-se que a cadeia mais longa e principal deve conter as duas duplas ligações. Além disso, a numeração da cadeia deve ser feita de modo que as posições das duplas ligações e ramificações seja o menor possível. Escreva um exemplo. Buta-1,3-dieno ou 1,3-butadieno Explique: Nomenclatura dos ciclanos. A nomenclatura dos ciclanos é dada por ciclo + ano. Caso existam ramificações, elas são numeradas a partir da ramificação mais simples e seguindo o ciclo no sentido horário ou anti-horário, de modo que as outras ramificações recebam a menor numeração possível. Detenha um slide. https://www.todamateria.com.br/alcadienos/ https://www.todamateria.com.br/ciclanos/ Explique: Nomenclatura de hidrocarbonetos aromáticos. Os hidrocarbonetos aromáticos recebem uma denominação particular ou podem obedecer as regras IUPAC, conforme as seguintes situações: Faça anotações junto coma turma. 1. Hidrocarbonetos aromáticos com um único anel benzênico e ramificações saturadas: A nomenclatura é dada pelo termo benzeno, após os nomes das ramificações. A numeração deve iniciar a partir da ramificação mais simples e seguir de modo que as demais recebam a menor numeração possível. No caso de duas ramificações, são usados os prefixos orto, meta e para. Detenha um slide. 2. Uso de nomes particulares: É comum que alguns hidrocarbonetos aromáticos sejam designados pelos nomes particulares. (10min). Explique: A principal fonte dos hidrocarbonetos é o petróleo, que é extraído e conduzido para as refinarias petrolíferas onde se obtêm os seus derivados. Cada derivado de petróleo é composto por uma fração ou grupo de hidrocarbonetos de massa aproximada, destacando-se o gás natural, gasolina, querosene, GLP (Gás Liquefeito de Petróleo), óleo diesel, parafina, vaselina e asfalto. https://www.todamateria.com.br/hidrocarbonetos-aromaticos/ Além disso, podem ser obtidas por meio do craqueamento do petróleo frações com hidrocarbonetos de cadeias menores que são muito usadas na produção de polímeros sintéticos, como os plásticos. Detenha a imagem. Funções orgânicas: Apresente resumidamente algumas funções orgânicas, escrevendo no quadro juntamente com a turma anotando. funções orgânicas são grupos de compostos orgânicos que têm comportamento químico similar, devido ao grupo funcional característico. Todos apresentam carbono distribuídos em cadeias e/ou átomos de carbono ligados diretamente a hidrogênio. As principais são: cetonas, aldeídos, ácidos carboxílicos, alcoóis, fenóis, ésteres, éteres, aminas, haletos e hidrocarbonetos. Peça para os alunos pesquisarem e descrever as propriedades de cada função orgânica, como dever de casa, valendo ponto. (03min). Atividades para os estudantes: Afim de encerrar a última aula de Química Orgânica, faça algumas perguntas sobre a aula ensinada, deixe os alunos resolverem individualmente, não valendo ponto, permitido consulta. • Pergunte: O que é hidrocarboneto? • Como é a ordem de nomenclatura do hidrocarboneto? • O que são os radicais? Classifique-os. • O que são cadeias ramificadas? Classifique-as • Escreva as fórmulas estruturais de Propano, 1-Penteno, Ciclopentano e 2,5- dimetil-hexa-1,3-dieno. https://pt.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A2nica https://pt.wikipedia.org/wiki/Cetona https://pt.wikipedia.org/wiki/Alde%C3%ADdo https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_carbox%C3%ADlico https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lcool https://pt.wikipedia.org/wiki/Fenol https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%89ster https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%89ter https://pt.wikipedia.org/wiki/Amina https://pt.wikipedia.org/wiki/Haleto https://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrocarboneto • Dê o nome para esta representação • Explique o que é função orgânica. (12min). Avaliação: No término da aula é fundamental que não haja dúvidas dos aluno sobre, as nomenclaturas e definições de hidrocarbonetos, radicais e cadeia ramificada, conheça os nomes das principais funções orgânicas, saiba definir a nomenclatura dos compostos, entenda as regras de nomenclaturas criadas pela IUPAC, saiba distinguir a diferença entre os hidrocarbonetos, consigam classificar os radicais e por fim já estejam familiarizados com a Química Orgânica. Realizar uma conversa coletiva com a turma, afim de responder possíveis dúvidas e relembrar o que foi ensinado nas aulas passadas. Aplicar uma prova individual valendo ponto na média. Referências: https://www.infoescola.com/quimica-organica/hidrocarbonetos/ https://alunosonline.uol.com.br/quimica/cadeias-carbonicas-.html https://www.todamateria.com.br/nomenclatura-de-hidrocarbonetos/ https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/nomenclatura-radicais- organicos.htm https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nomenclatura-cadeias-ramificadas.htm Imagens retiradas do google imagens. https://www.infoescola.com/quimica-organica/hidrocarbonetos/https://alunosonline.uol.com.br/quimica/cadeias-carbonicas-.html https://www.todamateria.com.br/nomenclatura-de-hidrocarbonetos/ https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/nomenclatura-radicais-organicos.htm https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/nomenclatura-radicais-organicos.htm https://brasilescola.uol.com.br/quimica/nomenclatura-cadeias-ramificadas.htm Caso exista mais de uma ramificação, as regras são as seguintes, peça para que os alunos anotem: Explique: Nomenclatura dos ciclanos. A nomenclatura dos ciclanos é dada por ciclo + ano. Explique: Nomenclatura de hidrocarbonetos aromáticos. Os hidrocarbonetos aromáticos recebem uma denominação particular ou podem obedecer as regras IUPAC, conforme as seguintes situações: Faça anotações junto coma turma. 1. Hidrocarbonetos aromáticos com um único anel benzênico e ramificações saturadas: 2. Uso de nomes particulares: