MAIQUE BARRETO OLIVEIRA · 2019. 11. 20. · As minha tias Dinalva de Jesus Barreto dos Santos e...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA CENTRO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORES GRADUAÇÃO EM QUÍMICA MAIQUE BARRETO OLIVEIRA QUÍMICA EM QUADRINHOS: Uma perspectiva sobre a importância da história da ciência na consolidação de conceitos químicos AMARGOSA – BA Julho – 2019
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA
CENTRO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORES
GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
MAIQUE BARRETO OLIVEIRA
QUÍMICA EM QUADRINHOS: Uma perspectiva sobre a
importância da história da ciência na consolidação de
conceitos químicos
AMARGOSA – BA
Julho – 2019
MAIQUE BARRETO OLIVEIRA
QUÍMICA EM QUADRINHOS: Uma perspectiva sobre a
importância da história da ciência na consolidação de conceitos
químicos
Trabalho de conclusão de curso de graduação em Química apresentado ao Centro de Formação de Professores na Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, como requisito parcial para obtenção de título de Licenciado em Química sob orientação do Dr. Prof. Yuji Nascimento Watanabe e do Coorientador Valmir Carlos dos S. Silva.
AMARGOSA – BA
Julho – 2019
Ao nosso grande Deus, amigos e familiares,
sem eles nada disso seria possível e sem eles
hoje não estaria aqui. Dedico a todos a eles uma
palavra apesar de simples, expressa todo meu
amor e sentimento, muito obrigado.
AGRADECIMENTOS
Ao nosso grandioso Deus. Por estar sempre ao meu lado e nunca deixando desistir
nos piores momentos. Agradeço pelo seu grande amor a todos nós seres humanos,
apesar de não merecermos seu grandioso sentimento.
Ao Prof. Yuji Watanabe, por ser meu orientador e me escolhendo por ser uma pessoa
comprometida e não por status acadêmico, até chamo de vinho e os professore e
funcionário da UFRB, me chama de filho de Yuji. Agradeço por sempre motiva a não
desistir por mais difícil que a situação pareça. Nunca esquecerei da sua primeira aula
do primeiro semestre em que me deu a apelido de Mike Wazowski.
Aos meus pais Manoel Oliveira dos Santo e Madalena de Jesus Barreto dos Santos,
por serem os melhores pais que Deus poderia me dar, sempre motivando a não
desistir que sempre estaria ali para o que der e vier. E apesar das dificuldades nos
trabalhos da roça se acumulando e sem mim para poder ajudá-los, nunca pediram
para eu abandonar o curso, mas se que eu concluísse e desse orgulho para eles.
As minha tias Dinalva de Jesus Barreto dos Santos e Olindina de Jesus Barreto dos
Santo, pelo acolhimento em sua casa dos 3 anos, e pôr no momento mais difícil para
poder me matricular na UFRB, junto com meu primo Robson Barreto lutou até o fim
para que eu não perdesse a vaga por incompetência da direção do meu colégio do
ensino médio.
Aos meus amigos, Viviane Silva, Ronaldo Leal, Edjan Menezes, Indinara Campos,
Fabiana Batista e todos os outros amigos por sempre estarem presentes na minha
vida. Fornecendo ajuda, disposição e tempo para estar sempre comigo e entenderem
todas as dificuldades que tive, além do mais, sempre me tratarão como uma pessoa
única, como um verdadeiro amigo. Não poderia esquecer do meu grande amigo,
painho e coorientador Valmir Carlos, por ser o melhor amigo da vida toda, por não
desistir de mim sempre me motivando em tudo, sempre dava um jeito de ajudar em
todas as disciplinas mesmo sua agenda pessoal cheia, por sempre oferecer o seu
ombro amigo nos momentos mais difíceis da minha vida. Apesar de meus vacilos e
“fuleragem” como ele sempre fala, você nunca deixará de ser meu amigo. Como nós
dizemos da UFRB, para a vida.
Aos professores desta instituição; Creusa Souza, Gil Luciano e todos os outros
docentes que fizeram parte desta caminhada acadêmica na UFRB que me ensinaram
o que é ter compromisso, interesse e perseverança, me ajudaram a conhecer como
eu poderia ser alguém melhor, um profissional melhor, a pensar com ética, sabedoria
e saber distinguir o que eu devo fazer ou não em sala de aula.
Agradeço a todos que contribuíram para esta minha caminhada.
RESUMO
Esta monografia descreve uma proposta de ensino da história da química –
compreendo um espaço entre os primeiros conceitos do que seria o átomo até uma
breve descrição do modelo atual – por meio das Histórias em Quadrinhos (HQs).
Como objetivo principal, visamos construir as HQs e discuti-las com base na história
da ciência, multimodalidade, a importância das HQs no ensino e a evolução dos
modelos atômicos, deste modo o resultado e conclusão permeiam estes conceitos.
Ao fazer essa discussão e a confecção, percebemos como é frutífera essa
abordagem. A pesquisa qualitativa faz parte desse projeto, baseada em analisar a
consistência do conteúdo produzido. Com esta alternativa metodológica, concluímos
quão satisfatório foi este projeto, que discutiu a história dos modelos atômicos e seu
percurso baseados nas histórias em quadrinhos, multimeios, e principalmente na
história da ciência. Por fim, como perspectiva, esperamos continuar a produzir
materiais em formato de HQs, quer para o ensino, quer para métodos avaliativos,
chamando sempre a atenção para o papel docente, que é fundamental para guiar à
mediação no processo de ensino e aprendizagem.
PALAVRAS-CHAVES: Histórias em quadrinhos. Multimodalidade. História da Ciência.
Evolução dos modelos atômicos.
ABSTRACT
This monograph describes a proposal for teaching the history of chemistry –
understand a space between the first concepts of the atom to a brief description of the
current model – through the comics. The main objective, we aim to build the HQs and
discuss them on the basis of the history of science, multimodality, the importance of
Comics in education and the evolution of Atomic models, thus the result and conclusion
permeate these concepts. To make this discussion and preparation, we realize how
productive this approach. Qualitative research is part of this project, based on
examining the consistency of content produced. With this alternative methodology, we
conclude how satisfactory was this project, which discussed the history of the Atomic
models and your route based on comic books, multimedia, and mainly in the history of
science. Finally, as perspective, we hope to continue to produce materials in comic
book format, whether for teaching, want to evaluation methods, always calling attention
to the role, which is fundamental to guide to mediation in the teaching and learning
process.
Keywords: Comic Books. Multimodality. The History of Science. Evolution of Atomic
Models.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Rodolphe Topffer The Complete Comic Strips, Histoire de monsieur Jabot
.................................................................................................................................. 25
Figura 2 - A batalha de Hastings, parte da tapeçaria de Bayeux .............................. 26
Figura 3 - Quadros e a seta indicam a calha ............................................................ 27
Figura 4 - Representações dos modelos de balões usados em quadrinhos ............ 28
Figura 5 - Sequência de leitura dos quadrinhos ....................................................... 28
Figura 6 - As onomatopeias usadas em quadrinhos ................................................ 29
Figura 7 - Animações de mangás ............................................................................. 30
Figura 8 - Leituras das HQs no ocidente X Mangás japoneses ................................ 31
Figura 9 - Expressões exagerada nos mangás ........................................................ 32
Figura 10 - Pausa para contemplar o momento ....................................................... 32
Figura 11 - Turma da Mônica ................................................................................... 33
Figura 12 - Níquel Náusea, exemplo de tira cômica ................................................. 34
Figura 13 - Quadrinho adulto .................................................................................... 35
Figura 14 - Marvel Comics X DC Comics ................................................................. 36
Figura 15 - Química Geral em Quadrinhos ............................................................... 43
Figura 16 - Leucipo ................................................................................................... 48
Figura 17 - Demócrito ............................................................................................... 49
Figura 18 - John Dalton ............................................................................................ 50
Figura 19 - Modelo atômico de Dalton ...................................................................... 51
Figura 20 - J. J. Thomson ......................................................................................... 52
Figura 21 - Simulação do experimento dos raios catódicos ..................................... 53
Figura 22 - Modelo atômico de Thomson ................................................................. 54
Figura 23 - Ernest Rutherford ................................................................................... 54
Figura 24 - Experimento da folha de ouro ................................................................ 56
Figura 25 - Modelo atômico de Rutherford ............................................................... 57
Figura 26 - Niels Bohr ............................................................................................... 58
Figura 27 - Modelo atômico de Bohr ........................................................................ 59
Figura 28 - William Thomson (Lorde Kelvin)............................................................. 60
Figura 29 - Maxwell .................................................................................................. 61
Figura 30 - Max Planck ............................................................................................. 62
Figura 31 - Albert Einstein ........................................................................................ 64
Figura 32 - Espectro contínuo do sol ou um objeto muito quente ao passar por um
prisma ....................................................................................................................... 65
Figura 33 - Espectro de emissão de linhas do hidrogênio ........................................ 66
Figura 34 - Louis Broglie .......................................................................................... 67
Figura 35 - Schroedinger .......................................................................................... 68
Figura 36 - Heisenberg ............................................................................................. 69
Figura 37 - Modelo atômico quântico atual ............................................................... 71
Figura 38 - Mapa da Grécia sem as faces dos filósofos ........................................... 73
Figura 39 - Da via láctea ao planeta terra ................................................................ 74
Figura 40 - A escola de Leucipo ............................................................................... 74
Figura 41 - O indivisível ............................................................................................ 75
Figura 42 - Onde Demócrito nasceu? ....................................................................... 76
Figura 43 - Demócrito e sua ideia de átomo ............................................................. 77
Figura 44 - Representação do bebê Dalton .............................................................. 78
Figura 45 - Daltonismo ............................................................................................. 78
Figura 46 - O fascínio pela meteorologia e o estudo dos gases ............................... 79
Figura 47 - Modelo atômico de John Dalton ............................................................. 80
Figura 48 - Biblioteca ................................................................................................ 81
Figura 49 - Laboratório ............................................................................................. 81
Figura 50 - Raios Catódicos ..................................................................................... 82
Figura 51 - Pudim de passas e o modelo atômico de Thomson ............................... 83
Figura 52 - Inicio da história de Rutherford .............................................................. 83
Figura 53 - Partículas alfa e beta .............................................................................. 84
Figura 54 - Experimento da Folha de Ouro .............................................................. 84
Figura 55 - Modelo atômico de Rutherford ............................................................... 85
Figura 56 - A infância ............................................................................................... 85
Figura 57 - Tensão superficial da água .................................................................... 86
Figura 58 - Rutherford e Bohr ................................................................................... 86
Figura 59 - Modelo atômico de Bohr ........................................................................ 87
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 13
2. OBJETIVO(S) ....................................................................................................... 16
2.1 GERAL ............................................................................................................. 16
2.2 ESPECÍFICO (S) .............................................................................................. 16
3. JUSTIFICATIVA .................................................................................................... 17
3.1 MINHAS MOTIVAÇÕES PARA ESTE TRABALHO ......................................... 17
4. A HISTÓRIA DA CIÊNCIA (HC) NO ENSINO DE QUÍMICA ................................ 20
4.1 BREVE HISTÓRICO DA HISTÓRIA DA CIÊNCIA (HC) .................................. 20
4.2 CONTRIBUIÇÕES DA HISTÓRIA DA CIÊNCIA (HC) NO ENSINO DE
QUÍMICA ................................................................................................................ 21
4.3 RELEVÂNCIA DA HISTÓRIA DA CIÊNCIA (HC) NO ENSINO DE QUÍMICA
COM OS ASPECTOS DA NATUREZA DA CIÊNCIA ............................................ 23
5. HISTÓRIAS EM QUADRINHOS ........................................................................... 25
5.1 SURGIMENTO DAS HISTÓRIAS EM QUADRINHOS (HQs) .......................... 25
5.2 ARTE SEQUENCIAL E ESTRUTURA DAS HISTÓRIAS EM QUADRINHOS . 27
5.3 TIPOS DE HISTÓRIAS EM QUADRINHOS..................................................... 29
5.3.1 Mangás ..................................................................................................... 29
5.3.2 Gibis .......................................................................................................... 33
5.3.3 Tirinhas ..................................................................................................... 33
5.3.4 Cartum ...................................................................................................... 34
5.3.5 Graphic Novels......................................................................................... 35
5.3.6 Comics ...................................................................................................... 35
5.4 HISTÓRIAS EM QUADRINHOS E ENSINO DE CIÊNCIAS ............................ 36
6. MULTIMODALIDADE E O ENSINO DE CIÊNCIAS ............................................. 38
6.1 O QUE É MULTIMODALIDADE E COMO A MESMA CONTRIBUE NO
ENSINO DE CIÊNCIAS ......................................................................................... 38
6.2 MULTIMODALIDADE E SUAS CONEXÕES COM OS QUADRINHOS ........... 40
7. METODOLOGIA ................................................................................................... 42
7.1 PROCESSO DA EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATOMICOS .......................... 42
7.2 PROCESSO DE ELABORAÇÃO DOS QUADRINHOS ................................... 42
7.3 CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA ................................................................... 43
7.4 TIPO DE ANALISE DA PEQUISA .................................................................... 44
8. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................ 47
8.1 PROCESSO EVOLUTIVO DOS MODELOS ATÔMICOS ................................ 47
8.1.1 O Atomismo – A Escola Atomística ....................................................... 47
8.1.1.1 Biografia De Leucipo ........................................................................... 48
8.1.1.2 Biografia de Demócrito ........................................................................ 48
8.1.2 Retomada Do Modelo Atômico No Século XVIII A XIX ......................... 49
8.1.2.1 Biografia De John Dalton ..................................................................... 49
8.1.2.2 Biografia de Thomson.......................................................................... 52
8.1.3 Modelos Atômicos Modernos ................................................................. 54
8.1.3.1 Biografia de Rutherford........................................................................ 54
8.1.3.2 Biografia de Niels Bohr ........................................................................ 57
8.1.4 Três Motivações Para Uma Nova Física ................................................ 60
8.1.4.1 William Thomson – Lorde Kelvin ......................................................... 60
8.1.4.2 Radiação Eletromagnética de James Clerk Maxwell ........................... 61
8.1.4.3 Quantização de Max Karl Ernst Ludwig Planck ................................... 62
8.1.4.4 Efeito Fotoelétrico de Albert Einstein ................................................... 63
8.1.4.5 Espectro de Linhas Atômicas de Bohr ................................................. 65
8.1.4.6 Louis Victor Broglie .............................................................................. 66
8.1.4.7 Erwin Schrodinger ............................................................................... 67
8.1.4.8 Werner Karl Heisenberg ...................................................................... 68
8.1.5 Modelo Atômico Atual - O Átomo Quântico .......................................... 70
8.2 NARRATIVA GRÁFICA .................................................................................... 72
8.2.1 Primeiro Arco - O Atomismo: Referente A Escola Atomista ................ 72
8.2.2 Segundo Arco - Retomada Do Modelo Atômico No Século XVIII A XIX
............................................................................................................................ 77
8.2.3 Último Arco - Modelo Atômico Atual ...................................................... 83
9. CONCLUSÃO E PERSPECTIVAS FUTURAS ..................................................... 88
10. REFERENCIAS ................................................................................................... 89
11. APÊNDICE .......................................................................................................... 94
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1. INTRODUÇÃO
Podemos ver neste trabalho a importância da história da ciência (HC) no ensino
de química, em que no Brasil, as recomendações estabelecidas para incluir a História
da Ciência (HC) no Ensino de Química vem, desde a Reforma de Francisco Campos
em 1931 e vai até os projetos do ensino básico da década de 1990 (CHAVES;
SANTOS E CARNEIRO, 2014).
A História da Química é fundamental para melhorar o entendimento de boa
parte do conteúdo teórico desta matéria por parte alunos, uma vez que o contexto
histórico do conceito e a narrativa de como eles foram produzidos e alterados,
permitem uma melhor apropriação do processo de construção científica (CEBULSKI
E MATSUMOTO, 200?).
A história da ciência tem papéis no ensino, como melhorar a compreensão dos
conceitos e métodos. As suas contribuições são importantes para a própria história da
ciência e cultura, pois contribuem para o entendimento da natureza da ciência,
neutraliza o cientificismo e o dogmatismo da ciência, e torna a ciência menos abstrata
e mais interessante para os alunos e favorece a conexão entre as disciplinas
científicas e as outras disciplinas acadêmicas (PRESTES E CALDEIRAS, 2009).
Pensando nessas características percebemos que o cenário é propício para o
uso das histórias em quadrinhos (HQs), pois pode-se discutir a história da ciência
como um aspecto da natureza da ciência e os quadrinhos chama a atenção de
qualquer leitor para entender o conteúdo.
A história em quadrinho (HQ), tem sua origem lá nos meados do século XIX em
uma tese de doutorado, que é considerado a primeira HQ com narrativa em off
(quadrinho em que sua narração é descrita o que acontece descrevendo na sua parte
inferior) (FERRO, 1987; MOYA 1993 apud ALVES, 2001).
Os quadrinhos são meios de comunicação visual que tem sua possível origem
desde as pinturas rupestres. Ao passar dos anos, houve a necessidade de uma
comunicação que houvesse uma mobilidade como os pergaminhos. Com o passar do
tempo a comunicação visual não foi abandonada, ela pode ser vista em várias épocas
da nossa história como nas paredes das pirâmides, nas cerâmicas gregas, e a incrível
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e famosa tapeçaria de Bayeux (FERRO, 1987 apud ALVES, 2008; VERGUEIRO,
2009; SILVA, 2015).
Os quadrinhos possuem uma arte sequencial, que é de fundamental
importância para que possamos entendê-la. Seu arranjo é uma sequência de imagens
que conta uma história e transmite uma informação (FRANCO, 2004).
Existem regras para a montagem de uma HQ, como a organização dos
quadrinhos, os formatos dos balões. Cada um representa um sentido diferente, a
literatura do quadrinho segue uma sequência específica e as onomatopeias que são
uma figura de linguagem em que o som são representados em forma de palavras
(FRANCO, 2004; VERGUEIRO 2009).
Há vários tipos de HQs, como o mangá que é um estilo de quadrinho japonês
em que possui uma sequência de leitura completamente diferente da que usamos nos
quadrinhos aqui no Brasil. Os gibis tem essa denominação pois os quadrinhos dão
chamada assim pelos brasileiros uma de suas características são a sua sequência
curta de quadros e seu tom cômico. A tirinha é marcada pelos seus desfechos
inesperados e piadas. Os cartoons são desenhos humorísticos que tem o objetivo de
satirizar as pessoas e seus comportamentos e a Graphic Novels são HQ que fazem
parte de uma leitura culta para jovens e adultos (COELHO, 2006; GALLAS, 2011;
RAMOS, 2013; ALMEIDA, SANTOS, MARTINS, 2017; GALLAS; SILVA, 2019).
As HQs no ensino de ciência/química, são de extrema importância para o
ensino de ciência, por ter uma capacidade extrema de reter a atenção do discente.
Essas HQs podem ser usadas como um método de avaliação, a introdução de um
conteúdo que são considerados difíceis pelos alunos (BORGES, 2001, FRIZZO E
BERNADI, 2001; VERGUEIRO, 2009; POZO E CRESPO, 2009; MOURA, 2013;
SILVA, 2015).
Ao falar das HQs, devemos falar de multimodalidade, que traz a noção de
semiótica, aquilo que dá sentidos as coisas. Assim, a multimodalidade é representada
pela diversidade de explicações dos conteúdos, que pode ser por meio de texto,
imagem ou por meio que traga a explicação de um jeito diferente, até mesmo em
forma de vídeos entre outros meios (COSTA, CORREIA E NASCIMENTO, 2003;
LABURÚ, BARROS E SILVA, 2011; PICCININI E MARTINS, 2004; SILVA, 2015).
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Mas quando se fala de aprendizagem, notamos que principalmente na área de
ciências, há o uso de vários meios para representar os conteúdos. Assim, ao usar
símbolos, imagens e vários outros recursos, a possibilidade que se tem é o aumento
expressivo, principalmente na capacidade mental do aluno, assim a multimodalidade
pode proporcionar essa aprendizagem significativamente grande, em que a
capacidade de explorá-la será sempre pertinente (LABURÚ, BARROS E SILVA,
2011).
Nota-se que a linguagem multimodal está ligada ao ensino de ciência e da
química por meios de seus atributos, fazendo que assim o professor possa explorar
vários recursos, que faz parte da multimeios. Podemos fazer essa conexão com as
histórias em quadrinhos, pois os multimeios também exploram os elementos das
imagens (TERRAZZAN, 2011).
Ao juntar a linguagem multimodal com os quadrinhos podemos explorar a
comunicação visual, explorar a cena dos quadrinhos, detalhar a explicação, isso faz
com que a explicação se torne enriquecedora. Assim, teremos uma ferramenta que
certamente contribui na aprendizagem dos conceitos que são considerados abstratos
(PELIZZARI, 2002; POZZO E CRESPO, 2009, VERGUEIRO, 2009).
Este trabalho apresentara um discursão sobre a história da ciência em que
abarcara a sua contribuição na história da química, trataremos dos quadrinhos e seu
uso no ensino de ciência e a contribuição da multimodalidade no ensino e suas
relações com as HQs. Juntar estes conceitos de história da ciência, história em
quadrinhos e multimeios, se torna uma ferramenta e um ambiente rico em
aprendizagem, isso é o que será apresentado no decorrer deste trabalho.
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2. OBJETIVO(S)
2.1 GERAL
• Desenvolver material didático sobre a evolução do modelo atômico para ser
usado como recurso suplementar na educação básica e abordar o desenvolvimento
do conceito de átomo fazendo uso da História da Ciência.
2.2 ESPECÍFICO (S)
• Apresentar as Histórias em Quadrinhos como recurso multimodal para o ensino
de ciências;
• Discutir como a multimodalidade está relacionada aos quadrinhos criados;
• Desenvolver uma narrativa concisa do desenvolvimento do modelo atômico,
evidenciando a importância do contexto histórico na formação pessoal dos cientistas
que participaram deste processo;
• Desenvolver um suplemento didático com a narrativa do desenvolvimento do
modelo atômico em forma de HQs;
• Discutir como o uso da história da química na forma de HQs pode ser usada
em sala de aula para compreensão e consolidação de conceitos químicos.
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3. JUSTIFICATIVA
3.1 MINHAS MOTIVAÇÕES PARA ESTE TRABALHO
Este trabalho vem sendo desenvolvido há alguns anos pelo projeto/programa:
Ciência na Estação, da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia - no Centro de
Formação de Professores, no Campus da cidade de Amargosa-Bahia. Por um tempo,
estávamos discutindo o uso da História em Quadrinhos (HQs) como um material de
auxílio e pelos artigos lidos, percebemos que se tem resultados bastante significativos.
Ao participar de oficinas em escolas, possibilitado pelo projeto, percebemos que as
HQs estavam sendo usadas por alguns professores de forma totalmente
descontextualizada. Ao conversar com o coordenador do projeto e os outros
integrantes, solicitamos reuniões com alguns docentes para discutir o que poderia ser
melhorado nessa abordagem em que se trabalhava as HQs.
No momento muito importante dessa discussão, surgiu o convite de uma das
subcoordenadoras do Programa Institucional de Bolsista de Iniciação à Docência
(PIBID), a alguns discentes do curso de licenciatura em Química da Universidade
Federal do Recôncavo da Bahia, bolsistas de extensão do projeto/programa Ciência
na Estação, para ministrar uma oficina de produção de histórias em quadrinhos, para
alunos do fundamental II. Nessa oficina, fizemos uma espécie de alfabetização
quadrinista, em que mencionamos quais elementos eram essenciais nos quadrinhos,
o que tinha que ser sinalizado. Explicamos sobre os tipos de balões, onomatopeias e
toda a estrutura dos quadrinhos. Após esse momento, ministramos a oficina de
produção de HQs com assunto escolhido pela professora da turma. Ao terminar a
oficina e de auxiliar os discentes a construírem seus quadrinhos, a professora da
turma nos sinalizou de forma positiva. Demonstrando assim que o uso das HQs tem
muito pontos positivo, desde a estruturação do conceito, a montagem dos quadrinhos.
Não era necessário saber desenhar, pois usávamos recortes de jornais e revistas
antigas para montar as personagens. O importante era como a história poderia ser
narrada, desenvolvida, os conceitos abordados, e como eles seriam abordados,
levando em consideração o desempenho dos discentes.
Esse encontro foi fundamental para mim. Nesse momento decidi que queria
trabalhar com quadrinhos no meu projeto de conclusão de curso. Ao fazer um estudo
geral com o grupo do projeto, notamos muitas defasagens na área de ensino, isso se
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mostrou um agravante nesse momento, mas não desisti. O que aconteceu foi que no
cenário atual do ensino de Química, na sala de aula, mostra uma prática em que o
professor cumpre uma grande gama de conteúdo, muitas vezes sem conexões com a
realidade do aluno. A abordagem principal está na resolução repetitiva de exercícios
padronizados, que visa apenas verificar a competência do aluno em substituir
números e aplicar fórmulas.
Pesquisadores na área de ensino buscaram métodos que possam aperfeiçoar
a construção de conceitos químicos, por exemplo, Soares (2004) mencionou que
existem várias maneiras e possibilidades para contribuir para o ensino e a
aprendizagem do aluno, brincadeiras, jogos, experimentos, práticas expositivas entre
outras, podem contribuir fortemente para o entendimento do conteúdo. Nesta
perspectiva, a história da química aplicada no ensino em forma de HQs se torna uma
ferramenta que pode possibilitar a aprendizagem do aluno. Vergueiro (2009) afirmou
que as revistas em quadrinhos trazem normalmente temáticas que têm condições de
ser compreendidas por qualquer estudante, sem necessidade de um conhecimento
anterior específico ou familiaridade com o tema, seja ele devido a antecedentes
culturais, étnicos, ou linguísticos ou sociais.
Assim, com essas concepções citadas acima, percebe-se um cenário propício
para o uso das HQs, já que não há barreiras para elas. Ao continuar as reuniões
percebemos que seria necessário discutir outros temas também, como
multimodalidade, história da ciência e a própria história de um dos conteúdos que
envolve muita abstração, que são os modelos atômicos. Dessa forma, focamos nossa
pesquisa para esse projeto de conclusão de curso nesse tema, modelos atômicos. E
discuti-lo de diversos modos, acredito que seja um fator chave para a compreensão
do que é trabalhado muitas vezes em sala de aula, como “as coisas mais difíceis de
aprender”.
Nesse momento, antes de iniciar no projeto, pensei que não conseguiria,
porque as demandas das coisas são enormes, mas o grupo, o orientador continuou
me motivando a continuar. Por fim, eu resolvi continuar, pois os déficits são muitos,
mas diversos autores na literatura (BORGES, 2001; FRIZZO E BERNADI, 2001;
SOARES, 2004; VERGUEIRO, 2009), relatam que os quadrinhos são uma forma
muito boa de ensino e aprendizagem, justamente por causa de sua estrutura,
19
descontração, método, a quebra do ritmo tradicional, contribuindo para a
compreensão do discente. As histórias em quadrinhos voltada para a educação básica
se constitui como uma forma diferente de trabalhar novos conceitos, podendo ser de
grande utilidade, não somente nas aulas de química, mas, em outras disciplinas com
a abordagem adequada.
20
4. A HISTÓRIA DA CIÊNCIA (HC) NO ENSINO DE QUÍMICA
O capitulo tratara da história da ciência que já vem sendo discutida desde a
Reforma de Francisco Campos em 1931 até na década de 1990. Nos projetos oficiais
do Ensino Básico, as contribuições da HC no ensino de química são adversas, mas
pode se destacar que é de grande importância para que os discentes tenham
conhecimento da ciência de uma forma mais atrativa. Deste modo, compreender os
fatos reais da própria história é relevante para a história da ciência no ensino de
química, como mostram os aspectos da natureza da ciência. Assim, podemos ver que
as conquistas, o meio social, a economia e o contexto histórico fazem parte do
percurso que os cientistas tiveram que passar, para poder chegar na ciência que
temos na atualidade.
4.1 BREVE HISTÓRICO DA HISTÓRIA DA CIÊNCIA (HC)
A discussão sobre a carência da diversificação das técnicas do ensino de
ciências, em especial na área da química, não é atual (CHAVES; SANTOS E
CARNEIRO, 2014). Rui Barbosa (1946), citado por Chaves, Santos e Carneiro (2014)
apresentou críticas duras aos métodos de ensino, na produção de obras escolares da
sua época, na concepção acerca da Reforma do Ensino Primário e a respeito das
diversas Instituições Públicas. Rui Barbosa (1946) afirma que:
Quando se abalançavam até à região da ciência, e pretendem afeiçoá-la às forças intelectivas da criança, eis como essas obras escolares se tornam transparentes ao entendimento rudimentar da puerícia: “os produtos gasosos que precedem, e acompanham as erupções, são: no período mais ativo – clorureto e sulfato de sodium, depois – carbonato e clorureto de ammonium; decrescendo a atividade – óxido de carbono, ácido carbônico, água e hidrogênio sulfurado, que se decompõem, produzindo enxofre e constituindo assim as sulfataras. Finalmente – ácido carbônico e água. [...] Tem ideia o menino do que veem a ser os cloruretos, distingue o carbono dos sulfatos, conhece o calcium, o ammonium, os óxidos? Que importa? Fartar, atestar, regurgitar a memória, eis a questão [...]. Destruída assim nas crianças a curiosidade natural, perdem de todo o hábito de procurar o sentido às palavras, que repetem (p. 42-43).
No Brasil, há recomendações estabelecidas para incluir a História da Ciência
(HC) no Ensino de Química, desde a Reforma de Francisco Campos em 1931
(CHAVES; SANTOS E CARNEIRO, 2014). Já nos projetos oficiais do Ensino Básico,
da década de 1990, envolve no intuito e objetivo, de forma direta ou indiretamente, o
uso da HC no Ensino de Ciência. Vários documentos sobre a reforma da educação
21
nas últimas décadas destacaram a grande importância do uso da HC para a
construção do conhecimento científico (SEPINI E MACIEL, 2016).
Uma importante abordagem a respeito do uso da HC como instrumento didático
para que haja uma melhoria no ensino de ciências. Visto que há uma carência de
formação adequada e consequentemente o poder público vêm mostrando sugestões
para melhorar este quadro que se arrasta a quatro décadas, Sepini e Maciel (2016)
trazem:
Porém, na maioria das vezes, esta abordagem esbarra com a falta de formação adequada dos professores para que os mesmos venham utilizar a HC como estratégia de Ensino de Ciências. O poder público, no qual rege a educação no país também tem apresentado sugestões neste sentido, contudo, isto se dá muito mais para atender os aspectos legais (LDB, PCN, etc.) do que pela preocupação com os benefícios que a HC possa trazer para o Ensino (p. 98).
No Ensino Básico, a História da Ciência vem se tornando um recurso para o
ensino de Ciências, podendo assim demonstrar uma possível modificação no modelo
de ensino atual. O ensino de ciências que está relacionado a HC, possibilita às
pessoas uma transformação e conscientização no processo de edificação do saber
científico. Além do mais, a utilização da HC, contribuiu significativamente para que os
discentes tenham conhecimento da ciência de uma forma mais atrativa para que,
assim possa despertar o interesse pelo conhecimento científico e discutir a mesma no
campo científico (SEPINI E MACIELA, 2016).
4.2 CONTRIBUIÇÕES DA HISTÓRIA DA CIÊNCIA (HC) NO ENSINO DE QUÍMICA
A História da Química é fundamental para melhorar o entendimento de boa
parte do conteúdo teórico dessa disciplina por parte alunos, uma vez que o contexto
histórico do conceito e a narrativa de como eles foram produzidos e alterados,
permitem uma melhor apropriação do processo de construção científica.
Consequentemente há uma maior empatia pelo tema, bem como o estabelecimento
de uma linha de raciocínio que permite uma associação entre os pressupostos
teóricos e os fenômenos físicos descritos pelos conceitos (CEBULSKI E
MATSUMOTO, 200?).
A História da Ciência segundo Beltran (2013) citado por Diniz e Furlani (2016)
é como a Educação Química que necessita de uma abordagem interdisciplinar, e essa
abordagem visa a interação com as outras áreas. Nesse processo tem-se o
22
conhecimento que se deseja obter, como já dito, o interdisciplinar. É importante
quando se trabalha na sala de aula a HC - e também é de extrema relevância - levar
em consideração que os cientistas têm uma história, e viveu em um contexto histórico
muito diferente do nosso, e toda sua cultura e percurso; influência no seu pensamento
e no que ele produz (MOURA, 2014; DINIZ E FURLANI, 2016).
Prestes e Caldeira (2009) afirmam que a História da Ciência tem diversos
papéis no ensino, e há uma vasta literatura que relata as diversas contribuições da
HC para os diferentes níveis de ensino. Michael Matheus (1989), citado por Prestes e
Caldeira (2009) sintetiza argumentos na literatura em que há uma lista de sete razões
favoráveis a inclusão da História da Ciência nos componentes curriculares de
ciências:
1. A História promove melhor compreensão dos conceitos científicos e métodos. 2. Abordagens históricas conectam o desenvolvimento do pensamento individual com o desenvolvimento das idéias científicas. 3. A História da Ciência é intrinsecamente valiosa. Episódios importantes da História da Ciência e Cultura – a revolução científica, o darwinismo, a descoberta da penicilina etc. – deveriam ser familiares a todo estudante. 4. A História é necessária para entender a natureza da ciência. 5. A História neutraliza o cientificismo e dogmatismo que são encontrados freqüentemente nos manuais de ensino de ciências e nas aulas. 6. A História, pelo exame da vida e da época de pesquisadores individuais, humaniza a matéria científica, tornando-a menos abstrata e mais interessante aos alunos. 7. A História favorece conexões a serem feitas dentro de tópicos e disciplinas científicas, assim como com outras disciplinas acadêmicas; a história expõe a natureza integrativa e interdependente das aquisições humanas (Matthews, 1994, p. 50).
Podemos perceber nesses tópicos que a HC pode contribuir de forma positiva
para o ensino de química e da própria ciência. Podemos ver que contribui para o
entendimento da natureza da ciência, neutraliza a visão dogmática da ciência, faz a
conexão entre as disciplinas científica e até mesmo as que não são do cunho das
ciências exatas. Isso possibilita o melhor aprendizado e a compreensão dos assuntos
científicos. Isso fica mais claro quando Cebulski e Matsumoto (200?), afirmam que
História da Química é muito importante para o entendimento dos conteúdos de
química pelos alunos, de como eles foram feitos e alterados durante o passar dos
anos, pelos avanços da ciência e pelas novas descobertas.
23
4.3 RELEVÂNCIA DA HISTÓRIA DA CIÊNCIA (HC) NO ENSINO DE QUÍMICA COM
OS ASPECTOS DA NATUREZA DA CIÊNCIA
A educação química e o desenvolvimento do processo ensino-aprendizagem
para o conhecimento químico, envolvem várias formas de transformações,
elaborações e a difusão do conhecimento em que estas formas são notáveis na
História da Ciência e no Ensino de Química. O objetivo em comum entre a pesquisa
e a história da química e em ensino está relacionado nos vértices da História da
Ciência (BELTRAN, 2013).
A relevância da História da Ciência no Ensino de Química já tem se
configurando desde a Reforma de Francisco Campos de 1931, como podemos ver a
seguir:
Ao professor ainda compete referir, abreviadamente a propósito das descobertas mais notáveis na química, a evolução dos conhecimentos fundamentais através do tempo, revelando aos alunos os grandes vultos da história, a cuja tenacidade e intuição deve a civilização contemporânea, além da satisfação espiritual de dilatar o conhecimento do mundo objetivo, o concurso dos processos químicos em benefício da saúde, das comodidades da vida, da defesa e do desenvolvimento das nações (CAMPOS, 1942).
Vale ressaltar que a História da Ciência no Ensino de Química já eram
enfatizados nos primeiros livros didáticos de química aqui no Brasil. Assim teixeira
(1885), citado por Beltran (2013) comenta:
Para bem apreciar o valor e superioridade das doutrinas que hoje transmitem os mestres, é necessário conhecer a história da chimica (química), que é ao mesmo tempo a história dos sacrifícios empregados para conquistá-las. Eis a razão por que, chegando ao término deste trabalho, achei conveniente aproveitar o ensejo para dar este pequeno complemento: elle tem por fim mostrar o berço de que sahia a nossa sciencia moderna, e dar alguns ligeiros traços de sua passagem através dos séculos, mostrando os pontos mais culminantes, que significam outros tantos marcos fincados na longa estrada de seu progresso (TEIXEIRA, 1885, p. 282).
Podemos perceber através do trecho acima que Teixeira (1885), já mencionava
a importância da história da química, e que ao mesmo tempo podemos ver as
conquistas e os sacrifícios que os bravos cientista tiveram que passar para poder
chegar na ciência que temos na atualidade. Lopes e Correia (2017), através de Forato,
Martins e Pietrocola (2012), considera também que a transformação da ciência não
se dá de forma linear, que se estrutura através de rupturas e controvérsias com ideias
já dispostas, com isto a aulas podem se tornar mais prazerosas, trazendo mais
24
desafios. Isso ocasionam as possibilidades e a relações entre questões sociais,
econômicas, políticos e outras problemáticas da sociedade.
Martorano, Carmo e Marcondes (2014), no seu trabalho “A História da Ciência
no Ensino de Química: o ensino e aprendizagem do tema cinética química” descreve
que os professores relatam que seus alunos:
Comumente os professores de química, do ensino médio, consideram que seus alunos não conseguem aprender determinados conceitos químicos porque consideram que eles iniciam o ensino médio com muitas falhas e lacunas de aprendizagem, como, por exemplo, dificuldades em interpretar gráficos, tabelas, dados experimentais, enunciados e exercícios (MARTORANO; CARMO E MARCONDES, 2014, p.19).
Enfim, é indispensável o uso da História da Ciência no Ensino de Química,
porque a HC pode ser como ponte para conectar as semelhanças dos conceitos e
assim desenvolver um caminho para o conhecimento. Ao explorar esses aspectos da
História da Ciência, podemos fazer um ensino de química que tem a função de
desenvolver o processo ensino-aprendizagem, pois a história é um aspecto da
natureza da ciência. Pensando nessas características que permeiam essa discussão,
podemos perceber que é um cenário propício para as Histórias em Quadrinhos, pois,
ao abordar a história da ciência como um aspecto na natureza da ciência,
considerando o avanço científico não linear, nos importando com a época em que os
cientistas viviam, isso cria um cenário propício para as nossas ilustrações.
25
5. HISTÓRIAS EM QUADRINHOS
Neste capitulo será abordado o surgimento das histórias em quadrinhos, sua
estrutura quadrinista, o uso dos balões e onomatopeias. Veremos o estilo de
quadrinhos como o mangá que um estilo japonês, gibis que é a denominação de
quadrinhos no Brasil e veremos mais deste estilo no decorrer deste capitulo. No ultimo
tópico: a histórias em quadrinhos e ensino de ciências; em que fala que HQs no ensino
de ciências/Química é de fundamental importância e pertinência no ensino de ciência,
pela capacidade de reter a atenção do discente, dinamismo, entre outros fatores.
Assim, vemos as HQs como uma ferramenta excelente para o nosso trabalho.
5.1 SURGIMENTO DAS HISTÓRIAS EM QUADRINHOS (HQs)
As histórias em quadrinhos surgiram propriamente por volta dos meados do
século XIX em uma tese de doutorado, em que é mencionado como a primeira HQ,
mostrada na figura 1 (FERRO 1987, MOYA 1993 apud ALVES 2001). Essa é
considerada oficialmente a primeira HQ com uma narrativa em off.
Fonte: FREIRE (2010)
Em termos de história dos seres humanos, Vergueiro (2009) e Silva (2015)
mencionaram que os quadrinhos são uma espécie de comunicação visual, surgindo
desde as pinturas rupestres, em que o homem ilustrava suas vidas e conquistas.
Figura 1 - Rodolphe Topffer The Complete Comic Strips, Histoire de monsieur Jabot
26
Nesse momento, esse tipo de comunicação foi de fundamental importância
(VERGUEIRO, 2009; SILVA, 2015).
Com o passar do tempo essa comunicação ficaria obsoleta, pois com o
nomadismo, seria necessária uma forma comunicação que desse mobilidade, como
por exemplo, os pergaminhos (VERGUEIRO, 2009; SILVA, 2015). Mas a
comunicação visual não foi deixada de lado, ela aparece em diversas épocas da
história, como nas paredes das pirâmides, em cerâmicas que relatam os mitos gregos,
e a famosa tapeçaria de Bayeux na figura 2, que foi confeccionada ao final do século
XI, com aproximadamente setenta metros de comprimento, descrevendo uma vitória
histórica da Inglaterra (FERRO, 1987 Apud ALVES, 2001 s.p.).
Fonte: FREIRE (2010)
Depois desse relato, percebe-se a importância da introdução da comunicação
visual, e como mostrado na tapeçaria da Bayeux, a introdução da fonética com a
impressão não atrapalhou nem minimizou a comunicação visual, e sim contribuiu
ainda mais para esse tipo de linguagem (VERGUEIRO, 2009; SILVA, 2015). Assim,
Figura 2 - A batalha de Hastings, parte da tapeçaria de Bayeux
27
torna-se claro a validação da comunicação visual e quão importante ela foi e é para
nossa história. E servirá de ponte para a continuação do nosso capítulo.
5.2 ARTE SEQUENCIAL E ESTRUTURA DAS HISTÓRIAS EM QUADRINHOS
Atualmente o conceito de arte sequencial é fundamental para entender o que é
uma HQ. A arte sequencial – termo usado por Will Eisner – (em seu livro Comics and
Sequencial Art) quer dizer que há uma sequência de imagens que são organizadas
de tal forma, a contar uma história ou transmitir uma informação graficamente. As HQs
fazem parte desse grupo. Como foi dito anteriormente, existem algumas regras para
melhorar a comunicação dos quadrinhos, e elas são compostas por elementos
essenciais. Esses elementos serão discutidos a seguir, pois por meio de uma espécie
de alfabetização quadrinista, que visa descrever os elementos que devem conter nas
histórias, pois toda linguagem, independentemente de ser cientifica ou não, se
necessita conhecer o que os termos significam, ou seja, a explicação de palavras
especificas para a compreensão do contexto (FRANCO, 2004).
Os quadros são locais no qual ficam as imagens (Figura 3). Tem formato
quadrado, como uma caixa. Tendo dois ou mais quadros, o espaço entre eles há o
que se chama de calha (s); quanto mais espaçoso, maior o tempo, quando menor o
espaço, é dito que se tem uma ação imediata, rápida.
Fonte: http://www.saposvoadores.com.br/2012/06/6-elementos-basicos-para-criar-uma-historia-em-
quadrinhos.html
Os formatos dos balões mostram as intenções dos personagens, e
representam as falas das personagens (Figura 4). Quando desenhadas de formas
diferentes, cada balão representa uma forma de sentimento determinado, alguns
exemplos estão especificados na figura.
Figura 3 - Quadros e a seta indicam a calha
28
Fonte: http://www.divertudo.com.br/quadrinhos/quadrinhos-txt.html
A leitura do quadrinho demostrado na figura 5, tem uma ordem específica. A
narrativa visual é que dita a ordem, e ela varia de cultura para cultura. No Japão por
exemplo, a leitura começa de trás para frente.
Fonte: EISNER (1989)
As onomatopeias (Figura 6), são um tipo de figura de linguagem que personifica
o som em formato de palavras (VERGUEIRO 2009). Por exemplo, o “TOC, TOC”,
representa o som de quem bate na porta; “RING, RING”, representa o toque do
telefone, entre outros.
Figura 4 - Representações dos modelos de balões usados em quadrinhos
Figura 5 - Sequência de leitura dos quadrinhos
29
Fonte: https://plus.google.com/112950431194880360600/posts/g3xj3cL3hkb
5.3 TIPOS DE HISTÓRIAS EM QUADRINHOS
Este capitulo explanara os tipos de história em quadrinho e suas principais
características como os MANGÁS estilo japonês de quadrinhos, GIBIS denominação
de quadrinhos no Brasil, TIRINHAS uma de suas características são os desfechos
inesperados, CARTUN são desenhos humorísticos, GRAPHICK NOVELS tem sua
linguagem mais rebuscada e destinado ao público mas adulto e o COMICS
denominação nos Estados Unidos para os quadrinhos.
5.3.1 Mangás
Hoje na atualidade, não podemos ver o Japão moderno sem o mangá. Essas
Histórias em quadrinhos (HQs) são produzidos em larga escala toda a semana neste
país. Hoje podemos principalmente ver esses mangás (Figura 7) em forma de animes
famosos como: Naruto, Dragon Ball, One Piece, Cavaleiros do Zodíaco entre outros
(COELHO, 2006).
Figura 6 - As onomatopeias usadas em quadrinhos
30
Fonte: http://www.rock-cafe.info/suggest/goku-luffy-cross-over-676f6b75.html
A palavra “mangá” é usada pelos japoneses para denominar a história em
quadrinho. Mas quando esses estilos japoneses foram trazidos para ocidente, o termo
mangá se tornou específico para as HQs oriundas do Japão (AMARAL e CARLOS,
2013).
Uma de suas características mais relevante é a sua linguagem cinematográfica
que resulta numa leitura mais prática do mangá. Também há um processo rítmico para
o desenvolvimento da história e em seu enredo os sentimentos humanos são
abordados de forma universal (AMARAL E CARLOS, 2013).
Amaral e Carlos (2006) citando Amaro Braga Jr. (2005) disse que há seis
elementos que caracterizam os mangás: a estética do desenho, o layout e a
perspectiva beligerante, a narrativa invertida e leitura gráfica, estereótipos e temas,
metalinguagem cômica, e, por fim, a noção de tempo e o ritmo narrativo. Esses seis
elementos serão descritos de forma simplista a seguir:
1. Estética do desenho → Seus traços são limpos não há o excesso do uso de
hachuras ou sombreamento, de forma a contornar o desenho. As personagens
dos mangás são feitos com traços simples e há uma preocupação também com
as expressões faciais e corporais, como o cabelo, olhos, que pode interferir na
construção da personagem (AMARAL e CARLOS, 2013).
2. Layout e perspectiva beligerante → O layout do mangá foge da estrutura
utilizada no ocidente em que há três quadros em cada linha e nove página e
são lidos da esquerda para a direita e da parte superior para a inferior da
página. Nos mangás japoneses a leitura é completamente diferente, em que se
Figura 7 - Animações de mangás
31
ler da direita para a esquerda e da parte superior para a parte inferior da página,
(Figura 8) (AMARAL e CARLOS, 2013).
Fonte: https://pt.wikihow.com/Ler-Mang%C3%A1s
3. Narrativa invertida e leitura gráfica → Nos quadrinhos japoneses, o narrador é
pouco utilizado, sendo a narrativa de cunho visual diferente do ocidente. A
ordem de leitura como já foi citada anteriormente segue de forma diferente da
usada no ocidente, no qual a leitura do livro começa pelo que seria a contra
capa no ocidente (AMARAL e CARLOS, 2013).
4. Estereótipos e temas → São ressaltados a diversidade temática do Japão a o
público dos quadrinhos. Existem diversos tipos de mangá, como o Shoujo é
para o público feminino e pode abordar o terror; Seinen que envolve um público
maduro, e fala também sobre esporte e entre outros, o que se quer dizer é que
a mesclagem entre os estilos são enormes. Os estereótipos são feitos
específicos para os leitores japoneses. Por exemplo, em alguns mangás, a
mulher japonesa que cuida do lar, filhos e marido, apesar dos avanços e
Figura 8 - Leituras das HQs no ocidente X Mangás japoneses
32
conquistas alcançadas pelas mulheres, mas existem mangás que as mulheres
são protagonistas (AMARAL e CARLOS, 2013; GARCIA, 2014).
5. Metalinguagem de tendência cômica → Nessa característica os exageros, nas
reproduções, sentimentos e emoções das personagens (Figura 9). Isso resulta
na deformação do rosto e na movimentação (AMARAL e CARLOS, 2013).
Fonte: https://inimangaka.wordpress.com/tag/expressoes-faciais/
6. Narração de tempo e ritmo narrativo → Os quadrinhos, são geralmente com
“imagens congeladas”, cenas demoradas (Figura 10). A pausa para contemplar
aquele instante faz parte da análise do processo de entendimento da cena
(AMARAL e CARLOS, 2013).
Fonte: http://www.repositorio.ufba.br:8080/ri/bitstream
Figura 9 - Expressões exagerada nos mangás
Figura 10 - Pausa para contemplar o momento
33
5.3.2 Gibis
As histórias em quadrinhos no Brasil têm a denominação de gibis, e se tornaram
um grande incentivo à leitura, isso não só por pessoas já alfabetizada, mas também
por crianças que ainda não sabiam ler. Ao visualizarem as imagens nesse universo
lúdico, para o público se sentir estimulados a aprender (ALMEIDA, SANTOS,
MARTINS, 2017).
No ano de 1939, foi que surgiu a revista de gibi no Brasil. O termo em si,
significava “moleque” que ficou muito famoso naquela época e se tornou o modo de
expressão para representar as HQs aqui no Brasil (PALHARES, 2008).
Esse estilo de HQ se baseia em uma sequência curta de quadrinhos com tons
cômicos. Podemos ver popularmente com os quadrinhos mais famosos, como: a
turma da Mônica (veja na Figura 11), Mafalda, O Tico-Tico, Luluzinha e entre outros
(BONA; BASSO; FAGUNDES, 2012).
Fonte: https://www1.folha.uol.com.br/livrariadafolha/2014/03/1371274-tirinhas-turma-da-monica.shtml
5.3.3 Tirinhas
Os temas “tira” e “tirinhas”, ela funciona em formas de eixos comuns, como
podemos ver em títulos similares aos livros da Turma da Mônica. Entende-se que há
a existência de vários gêneros, o mais visto no Brasil, tanto nos jornais e de forma
virtuais como e-books, as tirinhas tem o tom de tiras cômicas ou comumente tirinhas.
De forma resumida, sua produção é marcada com desfechos inesperados e piadas.
Veja a tira da figura 12, de Fernando Gonsales (RAMOS, 2013).
Figura 11 - Turma da Mônica
34
Fonte: Ramos (2013) em (Tira ou tirinha? Um gênero com nome relativamente instável)
Na tirinha seriada, a sua diferença é que o tema tem diálogo e aventura,
narrados em capítulos, um a cada tira e com o estilo de narrar uma novela. Já a tiras
cômicas seriada, têm em seu desfecho em tom de humor e também são narrados em
capítulos (RAMOS, 2013).
5.3.4 Cartum
Segundo o dicionário online Dicio os cartoons são caracterizados como um
desenho humorístico, que tem o objetivo de satirizar as pessoas e seus
comportamentos e são publicados em jornais e revistas, suas estruturas possui um
ou mais quadros.
Gallas (2011) nos trouxe que “cartum” no Brasil é uma espécie de desenho que
se refere a diversos “tipos de manifestação artística como: desenhos de humor,
ilustrações (...) e diversos filmes de animação” (GALLAS, 2011, p.250). Citando
Bakhtin, resume a ideia da flexibilidade dessa linguagem, e isso sugere adaptação ao
que pode vir em nosso meio social, como uma crítica.
Earls (1987) nos trouxe a derivação da palavra cartone que vem do itálico e que
sua tradução é “papelão ou papel duro” (GALLAS, 2011, p.254; EARLS, 1987, p.54).
Associada às obras renascentista do século XV e XVI, o que chamamos hoje de
cartoon fazia parte de esboços para a produção de tapeçaria e outras obras. Assim,
de uma sequência de esboço que caracterizava a arte renascentista, “o cartoon foi se
diferenciando até chegar no que conhecemos atualmente: representações pictóricas,
frequentemente legendadas, que satirizam personagem ou episódio de conhecimento
público, ao estilo de caricatura” (GALLAS, 2011, p.254).
Figura 12 - Níquel Náusea, exemplo de tira cômica
35
5.3.5 Graphic Novels
As Histórias em quadrinhos quase foi marcada pelo seu público de leitores. O
gibi é um material de fácil leitura para o público de crianças e adolescentes. As
graphics novels (Figura13) seriam um estilo de HQ que faz parte de uma leitura culta
para jovens e adultos (SILVA, 2019). Assim Silva (2019) falou que vem daí a derivação
“quadrinhos adultos” para se referirem às graphic novels. Segundo Santiago Garcia,
“de repente ler gibi passou a ser elegante entre os adultos inteligentes”.
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Revista_em_quadrinhos
Esse pensamento de “novela gráfica” logo apresenta três características
básicas:
• O caráter experimental da arte, geralmente em preto e branco;
• O enredo realista, cáustico, irônico;
• A existência de um público leitor adulto,
As graphic novels são comercializadas por um preço bem superior aos gibis
vendidos em banca de jornal (SILVA, 2019).
5.3.6 Comics
O estilo de quadrinhos "comics" no Estados Unidos (EUA) está relacionado
apenas comédia nos seus enredos de leitura e produção. Mas na atualidade eles
Figura 13 - Quadrinho adulto
36
tratam de gêneros variados como ação e romance. A palavra comics nos EUA serve
para descrever qualquer história em quadrinhos, mas em outros países é mais usada
quando se refere a histórias norte-americanas e seu estilo característico de desenho.
Comics geralmente são coloridos e ricos em detalhes (JUNIOR, 2010). As mais
conhecidas estão a Marvel Comics e a DC Comics (Figura 14).
Uma das formas de publicação dos comics são os comic book (conhecido no
Brasil como gibis) (JUNIOR, 2010).
Fonte: http://freeaddon.com/marvel-vs-dc-what-the-difference/
5.4 HISTÓRIAS EM QUADRINHOS E ENSINO DE CIÊNCIAS
Vergueiro (2009) e Silva (2015) trouxeram que as narrativas quadrinistas são
abordadas em diversos campos do conhecimento há muito tempo. Por exemplo, já foi
usada em folhetos que que traziam a bíblia de forma ilustrada no século XVII. Como
a bíblia é usada como um dos meios para ajudar as pessoas a aprenderem
características boas, e esses folhetos tendo longo alcance por causa dos jornais
publicados, pode-se considerar que essas histórias eram tanto para o ensino quando
para a aprendizagem.
Os quadrinhos passaram por momentos obscuros, em que foram acusados de
prejudicar a mente do público que as liam. Com isso, foi-se necessário criar um código
de ética para que se pudesse publicar e comercializar novamente as HQs (JARCEM,
2007; VERGUEIRO, 2009; SILVA, 2015). Na criação do código de ética, várias
abordagens novas surgiram, algumas com características educacionais mesmo, como
por exemplo, as revistas que se dedicavam a falar da história do mundo, da vida real
das pessoas, como a True Comics, Real Life Comics, Real Fact Comics e Picture
Figura 14 - Marvel Comics X DC Comics
37
Storie from American History, etc. Esse momento foi fértil pra usar-se os quadrinhos
na educação (VERGUEIRO, 2009).
Numa revisão feita por Silva (2015), ele observou diversos estudos, nos quais
mencionarei alguns. Nesses estudos, como no trabalho de Bianco (2013) apresentado
no VII EPPEQ (VII EPPEQ - Encontro Paulista de Pesquisa em Ensino de Química)
que descreve sobre HQ digitais, Aquino e Santos (2010) no XV ENEQ (Encontro
Nacional de Ensino de Química - XV ENEQ que relataram sobre HQ no ensino de
química orgânica, Queiros e Santos (2013) no 5ª Congresso Norte-Nordeste que
descreve do uso de HQ em sala de aula, a tese de Soares (2004) que relatou
minuciosamente sobre o lúdico e o uso de HQs no ensino de química. A conclusão
que Silva (2015) chegou foi que esses trabalhos sobre HQs no ensino de
ciências/Química, foram de fundamental importância e pertinência no ensino de
ciência, pela capacidade de reter a atenção do discente. Também se mostra que por
ser uma atividade que não era usada sempre, foi algo diferenciado, eles podiam criar
e se expressar.
A orientação docente é fundamental nesse processo como mediador, para que
os conceitos abordados não sejam interpretados de formas que não contemple o real
conteúdo, e ainda ressalto a importância da natureza da ciência e suas aproximações
como aspectos familiares e consensuais, em que a história é fundamental no processo
de entender todo o percurso ao qual a ciência passa. As HQs podem ser utilizadas
como conteúdo introdutório, apresentar conteúdos que são considerados de difícil
assimilação, várias possibilidades podem ser montadas. (BORGES, 2001; FRIZZO e
BERNADI, 2001; VERGUEIRO, 2009; POZO E CRESPO, 2009; MOURA, 2014).
Assim, acredita-se que se tem um ambiente propício para a confecção do material que
se objetiva neste trabalho. Para fechar essa discussão, falar-se-á no ultimo capitulo
da fundamentação teórica sobre a linguagem multimodal, que dá mais um respaldo a
este trabalho.
38
6. MULTIMODALIDADE E O ENSINO DE CIÊNCIAS
Neste capitulo abordaremos o que é multimodalidade e como ela contribui no
Ensino de Ciências. podemos ver durante o capitulo que a multimodalidade além de
explorar a imagem também explora outros meios como: textos e vídeos entres outros.
Podemos destacar o uso dos multimeios em diversas formas para representar os
conteúdos no Ensino de Ciências e tem sido muito recorrente e continua crescendo.
No último tópico deste capitulo abordaremos a conexão entre a multimodalidade e as
histórias em quadrinhos. Mostrando que a junção desde dois métodos de ensino pode
ser consideradas uma atividade lúdica, por reter a atenção, dinamismo, diversidade,
participação ativa dos discente, entre outros. Percebemos a importância desses meios
diversos no ensino.
6.1 O QUE É MULTIMODALIDADE E COMO A MESMA CONTRIBUE NO ENSINO
DE CIÊNCIAS
Piccinini e Martins (2004) apontaram que diversos estudos foram precursores
para termos hoje uma análise sistematizada referente ao papel das imagens. As
imagens constituem parte importante dessas análises por causa da exploração da
linguagem visual que podem ser feitas das mesmas. Essa exploração visual depende
bastante da carga cultural que a imagem pode transmitir, ou quem faz a imagem quer
transmitir. Certamente no campo da educação em ciência e da semiótica, há uma
análise imagética e comunicação visual. Ao introduzi-la na narrativa escolar, existe
um papel fundamental na articulação das ideias, mostrando que o estudo multimodal
está presente em diversas formas do ensino (PICCININI E MARTINS, 2004; PEREIRA
e TERRAZAN, 2011).
É interessante neste momento perceber a função semiótica que a imagem
representa. Analisando Costa, Correia e Nascimento (2003), Laburú, Barros e Silva
(2011), Piccinini e Martins (2004); Silva (2015) trouxe a noção do sentindo filosófico
da semiótica, que visa dar sentido as coisas, trazendo o que seria a multimodalidade,
que de acordo com o mesmo é representar de forma diversificada a explicação de
certos conteúdos, e esse conceito pode vir por meio de textos, imagens, ou qualquer
meio que que traga uma explicação de forma diferente, como até mesmo em vídeos,
39
dentre outros. Nesse momento se cria um ambiente plural, e essa pluralidade é um
ambiente multimodal.
Ao entender que um ambiente plural de funções explicativas é considerado um
ambiente multimodal, a relação da mesma com o ensino de ciência é primordial para
nosso trabalho. Assim, passamos a descrever brevemente a relação da
multimodalidade e suas contribuições no ensino de ciências.
Laburú, Barros e Silva (2011) relataram que quando se fala de aprendizagem,
principalmente na área de Ciências, o uso de diversas formas para representar os
conteúdos no ensino tem sido muito recorrente e continua crescendo. Usar símbolos,
imagens entre outros recursos – esse conjunto semiótico – proporciona utilizar uma
parte expressiva da capacidade mental do discente. Isso se torna de extrema
importância, pois é valido ressaltar que no campo de ensino e aprendizagem, as
imagens associadas ao que se é explicado – quando obedecido os limites
representacionais que a figura pode trazer e no momento certo deixando-os claro – é
um potencializador de aprendizagem. Ao trazer essas informações, Laburú, Barros e
Silva (2011) nos falou da proximidade da multimodalidade com a Aprendizagem
Significa de David Ausubel em quem novos conhecimentos se relacionam ao que o
aprendiz já sabe. Esse cenário é propicio para das relações de significado e
semelhantes, em que a capacidade pode ser explorada por multimeios.
O pensamento cientifico necessita de cooperação cognitiva, e essa
coordenação pode se manifestar na velocidade que a cognição interage para montar
e organizar os pensamentos lógicos. Esse desenvolvimento logico necessita de
compreensão dos conceitos científicos, e as diversas formas de representa-la a torna
exploratória de acordo com o método escolhido: quer aprendizagem por descoberta,
por exploração, entre outros. Ao representar o mesmo conceito de diversas formas,
podemos reforçar o que Ausubel chamou de subsunçor - local em as informações se
encontram e podem interagir com novas informações que podem agrega-las ou não,
vai depender se a informação para aquele indivíduo é essencial ou não, podendo
assim gerar uma aprendizagem significativa ou mecânica (PELIZZARI, 2002;
LABURÚ, BARROS, SILVA, 2011).
40
Por fim, percebe-se que a linguagem multimodal está relacionada com o ensino
de Ciência por meio de seus atributos. O docente explana sua aula com vários
recursos, e esses recursos fazem parte dos multimeios. As imagens, textos, vídeos,
expressão corporal, modelos teóricos, etc. Todo esse arcabouço teórico faz parte da
linguagem multimodal, e voltado para área de ciência temos as representações
matemáticas, as ilustrações que ajudam nas abstrações dos conceitos, globalizando
as variações de pontos em um só, que são os multimeios (PICCININI E MARTINS,
2004; PEREIRA e TERRAZAN, 2011; LABURÚ, BARROS, SILVA, 2011).
6.2 MULTIMODALIDADE E SUAS CONEXÕES COM OS QUADRINHOS
Na sessão anterior fizemos uma discussão breve sobre a multimodalidade e
sua inserção no ensino de ciência. Agora, para este trabalho, a linguagem multimodal
tem conexões com os quadrinhos? Essa pergunta tem muita pertinência, pois a
multimodalidade explora todos os elementos da imagem, seja em primeiro, segundo
e terceiro plano; o que as personagens estão fazendo, o que determina a ação,
classificações implícitas e explicitas como discutido no trabalho Pereira e Terrazan
(2011 p.498 – 501). Assim, podemos fazer uma análise semelhante a feita por esses
autores, voltado para um aspecto quadrinista.
Nos quadrinhos podemos explorar as cenas, os formatos dos balões, as
onomatopeias, o que acontece em primeiro plano, a arte sequencial e seu significado.
Ao conectar com a linguagem multimodal, usando neste momento comunicação
visual, imagética para explorar a cena, detalhar a explicação, explorar os elementos
presentes de determinado conceito, isso faz enriquecer a explicação. Os quadrinhos
por ser uma atividade considerada também lúdica, pode reter a atenção dos alunos.
Agora imaginemos juntar os quadrinhos com sua linguagem subjetiva sendo
explorada em sala de aula, e a linguagem multimodal para dar mais significado aos
objetos de estudo? Vamos ter uma ferramenta que certamente contribui e muito na
explicação de conceitos considerados abstratos (PICCININI E MARTINS, 2004;
SOARES, 2004; VERGUEIRO, 2009; PEREIRA e TERRAZAN, 2011; LABURÚ,
BARROS, SILVA, 2011; SILVA, 2015).
É valido notar que o docente tem um papel fundamental como mediador nesse
momento, para a ciência não ser distorcida e nem os conceitos serem errôneos, isso
41
tem que se ter muito cuidado. Com esses cuidados sendo tomado, e fugindo da
simplificação exagerada dos conceitos para que os discentes não desenvolvam
raciocínios que não estão de acordo com o objetivo cientifico, é valido o papel dos
multimeios como intermédio do ensino e aprendizado. Ressalta-se também a
importância dos estudantes terem um contato prévio com qualquer tipo de quadrinho
infantil, ou tenha uma pequena uma noção de como funciona a leitura de quadrinhos,
ou ser um bom observador, pois isso certamente irá ajuda-lo para a aprendizagem ter
significado (PELIZZARI, 2002; POZZO E CRESPO, 2009, VERGUEIRO, 2009).
Ao associar os multimeios com os quadrinhos criamos um ambiente amplo e
rico, e nesse ambiente se dá a discussão desse trabalho. Nos resultados obtidos
iremos descrever essa relação de multimeios com o material construído. Todo o
arcabouço teórico discutido até aqui, faz parte do que se fez necessário desenvolver.
Assim, finalizamos esse capítulo, na expectativa que possamos ter mediado esses
conhecimentos de forma agradável e propício para o que se apresentará.
42
7. METODOLOGIA
7.1 PROCESSO DA EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATOMICOS
Neste trabalho foi feito uma revisão bibliográfica dos percursos de
desenvolvimento do modelo atômico para que houvesse uma narrativa concisa.
Começamos este estudo bibliográfico desde a escola atomística com Leucipo e
Demócrito lá na Grécia antiga. No decorrer do processo fizemos, uma revisão
bibliográfica dos modelos atômicos desenvolvidos por John Dalton e J. J. Thomson
no período entre os séculos XVIII e XIX. Dando prosseguimento a pesquisa, fizemos
um novo estudo sobre os modelos atômicos modernos desenvolvidos por Ernest
Rutherford e Niels Bohr.
Para que houvesse uma descrição do modelo atômico quântico atual
precisamos fazer uma vasta revisão bibliográfica das três motivações para uma nova
física. E para finalizar foi apresentado o modelo atômico atual. Toda esta revisão foi
necessária para que pudéssemos ir além da história em quadrinhos. Desenvolvemos
um material complementar para o professor trazendo toda a linha cronológica dos
modelos atômicos de uma forma concisa.
Esta revisão bibliográfica foi feita para a produção de texto com a narrativa do
desenvolvimento do modelo atômico numa perspectiva da HC. A história da ciência é
imprescindível para melhorar o entendimento dos conteúdos teóricos das disciplinas
por parte alunos, uma vez que o contexto histórico dos conceitos e a narrativa de como
eles foram produzidos e alterados, permitem uma melhor apropriação do processo de
construção científica (CEBULSKI e MATSUMOTO, 200?).
Foi necessário a construção deste material para auxiliar o professor ensinar a
história da química de forma contextualizada. Já que os livro didático não trazem a
linha história de forma correta em seu escopo, isso é pertinente (MELO, GOMES e
NETO, 2013).
7.2 PROCESSO DE ELABORAÇÃO DOS QUADRINHOS
No outro momento demos início ao planejamento do roteiro, como se iria
desenhar cada quadro, se seria uma narração com balões, ou em narrativa off as HQs.
Decidimos usar o estilo mangá com texto descritivo (narração em off) mostrando a
43
imagem correlacionando a história real. O livro usado como referência foi QUÍMICA
GERAL EM QUADRINHOS dos autores Larry Gonick, Craig Criddle do ano de 2013
(Figura 15).
Fonte: https://www.blucher.com.br/livro/detalhes/quimica-geral-em-quadrinhos-725
Após os esboços dos desenhos foi decidido em reunião que a revista seria
dividida em três arcos. Com o primeiro arco: O ATOMISMO: REFERENTE A ESCOLA
ATOMISTA; segundo arco: “RETOMADA DO MODELO ATÔMICO NO SÉCULO XVIII
A XIX” e o terceiro e último arco: “MODELOS ATÔMICOS MODERNOS”. Assim,
seguindo uma linha cronológica da evolução dos modelos atômicos. Após a parte
descritiva da ordem cronológica da evolução dos modelos atômicas feito um roteiro
para o planejamento da sequência gráfica dos quadrinhos. Em que em primeiro
momento foi feito a arte do quadrinho a mão. Para finalizar a arte final os desenhos
foram escaneados e feitos suas artes gráficas em programas específicos para a
construção de quadrinhos.
7.3 CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA
O trabalho tem seus aspectos fundamentado na pesquisa qualitativa, pois, não
busca dados numérico através do evento decorrido e não emprega dados estatísticos
para analisar os dados. Faz parte da pesquisa qualitativa a busca de dados descritivos
mediante contato direto e intencional de quem está fazendo a pesquisa com o objeto
de estudo. O enfoque neste trabalho são as HQ e o material complementar da
evolução dos modelos atômicos (NEVES, 1996). Neste processo o foco é procurar
Figura 15 - Química Geral em Quadrinhos
44
entender os fenômenos históricos e suas perspectivas. É válido ressaltar que esse
material é para ser uma ferramenta de apoio para os futuros professores e estudante.
Ludke e André (1986, p. 44) dizem que a pesquisa qualitativa a cinco
características básicas que são elas:
• A pesquisa qualitativa tem o ambiente natural como sua fonte direta de dados e o pesquisador como seu principal instrumento;
• Os dados coletados são predominantemente descritivos;
• A preocupação com o processo é muito maior do que com o produto;
• O significado que as pessoas dão às coisas e à sua vida são focos de atenção especial pelo pesquisador;
• E a análise dos dados tende a seguir um processo indutivo.
Assim como a preocupação da pesquisa qualitativa em si é o processo,
veremos a seguir que a análise de conteúdo também tem a preocupação com o
sentido que vem a descobrir no processo.
7.4 TIPO DE ANALISE DA PEQUISA
Neste contexto este trabalho se enquadra na análise de conteúdo, porque
segundo Rovere (200?, p. 2) Análise de Conteúdo se define como um "conjunto de
técnicas de análise das comunicações” e aposta no rigor do método como forma de
não se perder na heterogeneidade de seu objeto.
Segundo Moraes (1999, p.157) a matéria prima análise de conteúdo pode ser
constituído de qualquer matéria de comunicação verbal em que ela descreve:
[...]como cartas, cartazes, jornais, revistas, informes, livros, relatos autobiográficos, discos, gravações, entrevistas, diários pessoais, filmes, fotografias, vídeos, etc. Contudo os dados advindos dessas diversificadas fontes chegam ao investigador em estado bruto, necessitando, então ser processados para, dessa maneira, facilitar o trabalho de compreensão, interpretação e inferência a que aspira a análise de conteúdo.
Através desta afirmação de Moraes (1999), podemos perceber que a história
em quadrinho se enquadra nesta perspectiva, pois ele está inserido e é oriundo de um
material de comunicação verbal assim como jornais, revista, livros, relatos
bibliográfico, cartas e entre outros.
Uma das técnicas de análise de conteúdo que este trabalho está inserido e a
análise de das relações por que segundo Bardin (1977, p.178):
45
A análise das co-ocorrências procura extrair do texto as relações entre os elementos da mensagem, ou mais exatamente, dedica-se a assinalar as presenças simultâneas (co-ocorrência ou relação de associação) de dois ou mais elementos na mesma unidade de contexto, isto é, numfragmento de mensagem previamente definido.
Quando a frequência da presença das unidades de significados, ou de
elementos formais se adequa no princípio, quanto maior for a frequência dos
elementos, tanto maior será a sua importância. A co-ocorrência (ou a não co-
ocorrência) de dois ou mais elementos revelariam a associação ou dissociação no
espírito do locutor (BARDIN, 1977). Podemos notar no material produzido que existem
as relações entre os elementos das mensagens do texto, e nos quadrinhos podemos
ver essas relações simultâneas entre os elementos das histórias com as mensagens
transmitidas pelo locutor.
Assim, o material produzido tem como um de seus papeis auxiliar o professor
em sala de aula, para que os alunos possam interpretar o material de forma correta e
coerente. A análise de conteúdo é formada de uma metodologia que é usada para
descrever e interpretar o conteúdo de qualquer classe documental e texto (MORAES,
1999). Através de Moraes (1999) podemos ver como os quadrinhos podem ser
analisados de uma forma sistemática, que possam ajudar a reinterpretar e fazer com
que os discentes atinjam entendimentos e significados que vai além de uma simples
leitura comum. Apesar das leituras das história em quadrinhos serem vistas como algo
simples, nelas podem estar contidas materiais e conteúdo, que possam ajudar o aluno
ou qualquer pessoa no entendimento de algo, como Vergueiro (2009) destaca o alto
nível de informações dos quadrinhos, em que estas revistas versam sobre qualquer
tema aplicável em qualquer área. A cada gênero, mesmo os mais comuns como a
história de super-heróis, pode conter uma imensidão de informação relevantes
(VERGUEIRO, 2009).
Os quadrinhos como descrito anteriormente tem várias características que se
enquadra na análise de conteúdo. A análise de conteúdo é um conjunto de técnicas
de análises de comunicação, que são usadas em processos sistemáticos e que tem
como objetivo a descrição de conteúdo de uma mensagem, de cunho quantitativo ou
não, que permite a conclusão de conhecimento correspondente às condições da
recepção da mensagem (SILVA; GOBBI e SIMÃO, 2004).
46
SILVA, C.R. et al (2004) citando Godoy (1995) afirma que que a origem da
análise de conteúdo:
[...] tem privilegiado as formas de comunicação oral e escrita, o que não deve excluir outros meios de comunicação. Qualquer comunicação que vincule um conjunto de significações de um emissor para um receptor pode, em princípio, ser traduzida pelas técnicas de análise de conteúdo. Parte do pressuposto que por trás do discurso aparente, esconde-se um outro sentido que convém descobrir.
Com base nos referenciais estudados durante a elaboração deste trabalho e a
produção do material da história em quadrinhos que tem como tema a evolução dos
modelos atômico, podemos ver que a análise de conteúdo está inserido no mesmo
como referenciado anteriormente por Silva, et al (2004) em que Godoy (1995), que
qualquer tipo de comunicação que vincule um emissor e um receptor é considerado
uma técnica de análise de conteúdo.
Avaliando de forma pertinente o uso da multimodalidade, a história da ciência
nos quadrinhos foi notória que tinha a fundamentação de que há significado a criação
das mesmas, após as reuniões era sinalizado a finalização da HQ criada. Após a
finalização da HQ da evolução dos modelos atômicos, o cenário se tornou propício
para a articulação do projeto, em que estes quadrinhos que envolve a história da
química que foram criados com o intuito de ser um material complementar e
metodológico, com a proposta de ser usado na disciplina química do ensino médio.
47
8. RESULTADOS E DISCUSSÃO
8.1 PROCESSO EVOLUTIVO DOS MODELOS ATÔMICOS
Contaremos o processo de evolução dos modelos atômicos desde A ESCOLA
ATOMÍSTICA com Leucipo e Demócrito, em seguida será abordada a RETOMADA
DO MODELO ATÔMICO NO SÉCULO XVIII e XIX com os modelos atômicos de John
Dalton e J. J. Thomson, será abordado os MODELOS ATÔMICOS MODERNOS com
Ernest Rutherford e Niels Bohr. Daremos continuidade ao processo abordando as
TRÊS MOTIVAÇÕES PARA UMA NOVA FÍSICA, trazendo a biografia de William
Thomson e umas de suas frases de grande impacto na Royal Society sobre o destino
da física. Prosseguindo com a contribuição de Maxwell com a radiação
eletromagnética, a quantização determinada por Planck, o efeito fotoelétrico de Albert
Einstein, os espectros de linhas de Bohr. Temos as contribuições de Louis Broglie,
Schroedinger, Heisenberg encerando essa linha cronológica com o MODELO
ATÔMICO ATUAL- O ÁTOMO QUANTICO, lembramos que esses processos não
foram linear, mas levaram tempo, pesquisas, adaptações e tem todo um contexto
histórico, social, econômico, político dentre outros.
8.1.1 O Atomismo – A Escola Atomística
Leucipo e Demócrito formulou os primeiros ensinamentos sobre o atomismo,
que foram fortemente criticadas por Aristóteles (384-322 a.C), que não aceitava essa
teoria, pois para ele a ideia atomista só considerava a característica material, e o
mesmo era incapaz de explicar o que se chama atualmente, para Filgueiras (2004, p.
39) “mudanças nas substâncias, transformações químicas”. A teoria atômica foi
reelaborada por Epicuro e os seguidores do epicurismo. Lucrécio retoma essa ideia
por volta do século I a.C. Desta forma, houve uma complementação da filosofia de
Leucipo e Demócrito sobre todas as ideias fundamentais que configuram o atomismo
(FILGUEIRAS, 2004).
Alguns dos filósofos que são classificados como pré-socráticos, abrangendo a
escola jônica, itálica, eleática e (nosso foco) a escola atomista de Leucipo e Demócrito,
se preocupavam com a elaboração de uma cosmologia, na medida em que
procuravam o raciocínio lógico do universo, e não mais de uma explicação baseada
48
em relatos mitológicos. Cada filósofo descobre um fundamento, uma unidade que
possa explicar a pluralidade do mundo (FILGUEIRAS, 2004; FRAZÃO, 2019).
8.1.1.1 Biografia De Leucipo
Leucipo nasceu certamente na cidade de Mileto (Figura 16), mas alguns
historiadores relatam que poderia ter sido na cidade de Eléia ou Abdera, viveu no
período entre 500 a.C e 430 a.C. Seus mestres podem ter sido Zenão e Melisso.
Aristóteles declara que é o autor da teoria dos átomos, e que foi desenvolvida e
estruturada por Demócrito (SOUZA, 1996; FILGUEIRAS, 2004).
Leucipo afirmou que todo o universo era feito por átomos, ausentando-se a
intervenção divina no esclarecimento do princípio de todas as coisas. O
posicionamento de Leucipo era que os indivíduos não acreditava no vácuo, para
Leucipo o vácuo significava o não-ser quer dizer que haveria a ausência de átomos,
e os espaços que não estava vazio seria o agrupamento de átomos (FILGUEIRAS,
2004; VIANA E PORTO, 2007; DIOGO, 2016; FRAZÃO, 2019).
Fonte: http://fisica-com-quimica.blogspot.com/2008/05/leucipo-de-mileto.html
8.1.1.2 Biografia de Demócrito
Demócrito nasceu na cidade de Abdera e viveu no período de 460 a.C e 370
a.C, sendo discípulo de Leucipo e posteriormente o substituiu na coordenação da
escola de Abdera. Nesta cidade citada anteriormente a filosofia de Demócrito, foi
desprezada por muito tempo. Deixou também uma vasta produção de escritos
(SOUZA, 1996). Segundo Souza (1996), não podemos distinguir o que se deve a
Demócrito e a Leucipo, pois poderiam ser da autoria deles ou de outros discípulos da
escola (Figura 17).
Figura 16 - Leucipo
49
Fonte: https://portafoliotresfisicamodernaunedc.weebly.com
Demócrito estudou várias áreas do conhecimento como astronomia, linguística,
música, filosofia, física, matemática e étnica. Demócrito acreditava que os corpos
eram constituídos por fragmentos de matéria. Aprimorou a “teoria atomista”
estabelecida por Leucipo, em que todos os elementos do nosso universo são
constituídos por átomos, elementos indivisíveis, maciços e indestrutíveis. Assim, estas
entidades seriam contempladas apenas pelo pensamento, sendo impossível interagir
por intermédio dos sentidos (VIANA E PORTO, 2007; FILGUEIRAS, 2004; DIOGO,
2016; FRAZÃO, 2019).
Deste pensamento filosófico nasce um grande movimento que perdura por
séculos e que é retomada séculos mais tarde quando se é necessário explicar as
concepções da matéria que nos cerca. Nesse momento, o ponta pé inicial dado por
Dalton, foi de fundamental importância para chegarmos no lugar em que estamos
hoje. A ciência progride de forma surpreendente, em que nenhum pensamento é
descartado, mas sim aprimorado para dar luz a novas ideias, e assim surge o
progresso científico, não por meio de um método científico universal, mas sim, pela
história da ciência que as conectam (FILGUEIRAS, 2004; VIANA E PORTO, 2007;
MOURA, 2014).
8.1.2 Retomada Do Modelo Atômico No Século XVIII e XIX
8.1.2.1 Biografia De John Dalton
John Dalton Nasceu Em Eagles Field. Viveu no período de 1766 a 1844 na
Inglaterra (Figura 18). Oriundo de família humilde, sempre se dedicou aos estudos,
mesmo não tendo nível superior sempre se mostrou um excelente aluno,
principalmente em matemática. Por causa das dificuldades financeiras de sua família,
ele começou a trabalhar desde cedo em algo que gostava muito: ensinar. Começou
bem jovem aos 12 anos de idade, e ele mesmo criou uma escola que funcionava no
Figura 17 - Demócrito
50
paiol (uma espécie de depósito) de sua casa e posteriormente passou a ministrar
essas aulas no salão do Quakers, uma religião da época em que sua família fazia
parte. Por motivos não explicados, sua escola durou pouco tempo e Dalton se dedicou
então a estudar grego, latim, filosofia natural e francês (FILGUEIRAS, 2004; PORTO
E VIANA, 2007; FRAZÃO, 2019).
Fonte:https://www.biography.com/scientist/john-dalton.
Em 1781, Dalton e seu irmão Jonathan foram chamados pelo seu primo para
lecionar Matemática e línguas antigas e modernas na escola de Kendal. Nesses doze
anos que ficou em Kendal, Dalton se dedicou às outras áreas do conhecimento, como:
Zoologia e Botânica, e começou a fazer observações constantes sobre meteorologia.
Esse seu interesse neste último, o levou a estudar os gases (FILGUEIRAS, 2004;
PORTO E VIANA, 2007).
Dalton em 1793 lecionou em Manchester, no New College, onde ensinou
Química baseado no livro de Lavoisier. Depois de um tempo, ele deixou seu cargo e
começou a se manter por meio de aulas particulares, se aprofundando mais ainda nos
seus estudos sobre meteorologia, que era sua paixão. Ao dar continuidade aos seus
estudos, Dalton começou a formular a teoria das misturas dos gases, isso partindo de
um estudo inicial dos mesmos (FILGUEIRAS, 2004; PORTO E VIANA, 2007).
É válido notar que na época não se sabia ao certo se os gases da atmosfera
estavam misturados, ou eram formados por ligações químicas. Dalton realizou
diversas observações em vários locais distintos, e chegou à conclusão de que a
composição do ar era praticamente a mesma. Anos depois, Gay-Lussac mostrou que
a percentagem da atmosfera era constante, até em alturas consideráveis. Ao estudar
sob Newton, Dalton concedeu sua ideia de que a atmosfera era constituída por uma
Figura 18 - John Dalton
51
mistura de gases. Na época, não se tinha o conhecimento de espécies diatômicas,
então Dalton considerava que a água era constituída pela proporção 1:1 de hidrogênio
e oxigênio. Filgueiras (2004, p. 41) disse: ‘’A ciência progride não a partir de dados
experimentais, mas sim de uma ideia concebida previamente pelo cientista e só então
testada à luz da experiência.’’ Deste modo, percebe-se que a ciência não é absoluta,
universal, mas é humana, e aprimorada com os seus erros (MOURA, 2014).
A partir das observações feitas dos gases, Dalton formulou o que se chama
atualmente de Lei das pressões parciais. E por meio da lei das proporções múltiplas
existente, mostrou que há uma relação entre os pesos dos elementos. Dalton já incluía
a noção de “partículas últimas” ou “átomos”, quando nos seus escritos mostrou “pela
primeira vez os símbolos atômicos, fórmulas atômicas e pesos relativos’’ (PORTO e
VIANA, 2007 p. 42).
Assim, Dalton trouxe os princípios que ele define como as características dos
átomos (Figura 19), os quais são: os átomos são partículas indivisíveis e
indestrutíveis; os átomos iguais, possuem massas iguais, e átomos diferentes
possuem massas diferentes; eles se organizam para formar compostos químicos e
obedecem a certas proporções em números inteiros. A partir daí, essa teoria começou
a ser usada para explicar os estudos feitos por Dalton e outros fenômenos
(FILGUEIRAS, 2004; VIANA E PORTO, 2007).
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Atomo_de_Dalton.jpg
A teoria atômica de Dalton não teve uma aceitação por todos da comunidade
científica. A ideia que alguns livros didáticos trazem é que a substituição dos modelos
atômicos são feitos automaticamente, isso não tem se mostrado verídico, pois se
levou aproximadamente 100 anos para emergir uma nova teoria atômica e um novo
do modelo atômico, ao qual J.J Thomson e seus colaboradores foram os responsáveis
Figura 19 - Modelo atômico de Dalton
52
por isso (FILGUEIRAS, 2004; LOPES E MARTINS, 2009). Veremos a seguir como o
modelo de Thomson se desenvolveu.
8.1.2.2 Biografia de Thomson
Joseph John Thomson nasceu em Cheetham Hill na Inglaterra (Figura 20),
viveu no período de 1856 a 1940 e seu pai era livreiro e editor. Thomson passou
grande parte de sua vida em Cambridge. Ele ingressou na Universidade de Cambridge
e conseguiu bolsa de estudo em Matemática (LOPES, 2009; LOPES E MARTINS,
2009).
Fonte: https://xavier9p.wordpress.com/2017/11/22/j-j-thomson/
Ao iniciar sua carreira em Manchester, ingressou no Owens College aos 14
anos para estudar engenharia, por sugestão de seu pai. Estudar em Owens foi um
período marcante em sua vida, pois determinou sua carreira. Isso, porque ele se sentia
cativado pelos docentes. A química, física e a matemática lhe chamavam à atenção
em especial. Thomson até trabalhou em uma das áreas de seus interesses, que era
a das combinações químicas. Foi em Owens também que Thomson teve seu primeiro
contato com os trabalhos de Maxwell sobre eletricidade e magnetismo (LOPES, 2009;
LOPES E MARTINS, 2009).
O trabalho concebido por Thomson sobre o átomo, teve suas ideias iniciais
baseadas nos trabalhos de Dalton. Ele também sofreu influências de um arcabouço
teórico que o ajudou nas concepções iniciais, as quais Lopes (2009, p.26) disse:
[...]às hipóteses quânticas e o átomo nuclear, Thomson constitui algumas explicações para a estrutura atômica utilizando as idéias do átomo vórtex de Kelvin, ímãs flutuantes de Mayer, propriedades elétricas e magnéticas, fenômenos radioativos, raios X, propriedades periódicas e combinação química.
Em seus experimentos com os tubos de crookes, Thomson utilizava estes tubos
com gases, e neles aplicavam uma diferença de potencial. É válido ressaltar que
Figura 20 - J. J. Thomson
53
dentro desses tubos, os gases eram submetidos a vácuo, ou seja, a pressão dentro
deste sistema era extremamente pequena, ocasionando que quando ligado formava-
se um pequeno feixe de luz dentro do tubo, que se propagava retilineamente do catodo
(polo negativo) ao ânodo (polo positivo) (Figura 21). E quando submetida a duas
placas condutoras, essas produziam um campo elétrico uniforme que desviava o feixe
de luz sempre para placa que era carregada positivamente. Já quando os mesmos
estavam desligados, o feixe passava de forma direta pelas duas placas (esse
procedimento está ilustrado na imagem a seguir). Ele determinou que essa corrente
era portadora de cargas negativas e com carga muito menor que qualquer átomo de
elemento conhecido, sendo assim uma partícula muito menor que o átomo
(CARDOSO, 2016; FELTRE, 2004; MARTHA REIS, 2013).
Fonte: http://suffredini.com.br/uploads/6/1/3/8/61381833/aula_05_-_eletro.pdf
A partir desses dados de destaque, Thomson estabeleceu a ideia de que
existência da partícula de carga elétrica negativa viria do átomo. Ao testar quatro
gases diferentes e utilizar três metais distintos na constituição do eletrodo, ele
encontrou o mesmo valor para a razão massa/carga. Assim, por meio de suas
pesquisas, Thomson defendia que os átomos seriam constituídos pelos mesmos tipos
de corpúsculos, independente do elemento. Em seu artigo de 1897, ele propôs como
esses corpúsculos estavam espalhados nos átomos. Desta forma, o átomo para
Thomson (Figura 22), seriam corpúsculos positivos estáveis, misturados com
corpúsculos menores de carga negativa que estão firmemente fixos nos corpúsculos
positivos, submetidos a uma atração mútua (LOPES, 2009; LOPES E MARTINS,
2009; KOTZ, 2015).
Figura 21 - Simulação do experimento dos raios catódicos
54
Fonte: ttps://www.gestaoeducacional.com.br/modelo-atomico-de-dalton-o-que-e-caracteristicas/
É interessante essa formulação de Thomson sobre um novo modelo atômico,
como dito anteriormente, os modelos não são substituídos de imediato, eles também
são aprimorados. O modelo de Thomson levou aproximadamente 13 anos. Algo que
reforçou que o átomo era composto por partículas ainda menores, foram os estudos
com radioatividade iniciado por Henri Becquerel, Marie Curie e Pierre Curie. Com a
descoberta das partículas alfa, e do que se chama hoje de radiações beta e gama,
era necessário entender melhor como essas partículas e radiações se encaixavam no
átomo. Rutherford que também trabalhou com radioatividade sugeriu um novo modelo
para o átomo, ou seja, um novo arranjo em que ele explica essa organização do átomo
(KOTZ, 2015; CARVALHO, 2010, LOPES, 2009).
8.1.3 Modelos Atômicos Modernos
8.1.3.1 Biografia de Rutherford
Ernest Rutherford nasceu na cidade de Nelson na Nova Zelândia (Figura 23),
viveu no período de 1871 a 1937. Ele estudou no Nelson College e no Canterbury
College que se situavam na Nova Zelândia. Escreveu uma tese sobre magnetização
para receber o título de bacharel em ciências (MARQUES, 2006; CALUZI e
MARQUES, 2003; LOPES, 2009).
Fonte: http://quimicaifaniana.blogspot.com/2012/06/modelo-atomico-de-ernest-rutherford.html
Figura 22 - Modelo atômico de Thomson
Figura 23 - Ernest Rutherford
55
Depois de certo tempo, Rutherford foi para Universidade de Cambridge onde
recebeu bolsa de estudo. Ele trabalhou com J. J. Thomson em Cambridge “na criação
de tubos de descarga de gás no estudo dos raios X” (MARQUES, 2006, p.43; LOPES,
2009).
Em torno de 1898 Thomson recomendou que Rutherford fosse professor de
física experimental na Universidade de McGill. Um dos primeiros trabalhos de
Rutherford em McGill foi quando ele distinguiu dois tipos de radiação vindos do urânio,
a radiação alfa (α) e beta(β) (MARQUES, 2006; LOPES, 2009; PENA 2009; KOTZ,
2015).
Ao fazer experimento com o Tório, ele percebeu que quando alguma substância
era colocada na presença do mesmo por certo tempo, essa substância se tornava
radioativa. Rutherford ao fazer suas pesquisas trabalhou com Frederick Soddy,
explicando diversas propriedades do elemento Tório X. Soddy ao voltar para a
Inglaterra trabalhou com William Ramsay mostrando “que o átomo de hélio estava
presente nas emissões do brometo de rádio” porém não sabiam, “se o hélio era um
produto final do rádio ou surgia em alguma fase das emissões” (MARQUES, 2006,
p.52). Criou-se um consenso posteriormente, sendo que essas partículas de íons
hélio, eram alfa. Rutherford repara num ponto muito importante no trabalho do casal
Curie sobre o rádio. Esse elemento, ao liberar as partículas alfa no ar, percebia-se
que elas eram facilmente absorvidas pela matéria, ou seja, as partículas alfa não
tinham um poder alto de penetrar os materiais (MARQUES, 2006; LOPES, 2009).
Numa conferência da Royal Society em 1904, aparece um instrumento de suma
importância para os estudos posteriores de Rutherford, uma espécie de eletroscópio
que mede a atividade beta e gama. Marques (2006, p.55) descreve que “uma lâmina
de alumínio no fundo do eletroscópio absorve as partículas alfa, mas permite ques as
partículas beta e radiação gama passem livremente”. Dessa forma, esse equipamento
seria de grande utilidade para as pesquisas futuras com as partículas alfa, beta e
gama.
Ao realizar os experimentos com a lâmina de ouro (Figura 24), Hans Geiger e
Marsden publicaram esses resultados em um artigo em 1909. Eles observaram os
desvios que aconteciam com as partículas alfa. Baseado nesses dados, Rutherford
56
escreveu um artigo em 1911 com o título “O Espalhamento das partículas alfa e beta
na Matéria e a Estrutura do Átomo” (MARQUES E CALUZI, 2003, p.3). Assim, nesta
publicação ele discute os dados de Geiger e Marsden e reforçou com cálculos para
explicar os desvios das partículas e “concluiu que o átomo é o responsável por esse
fenômeno” (MARQUES e CALUZI, 2003, p.3 grifo nosso).
Fonte: A Ciência Central - livro de Química Geral - 13º edição
É nesse momento que surge a noção do átomo com núcleo positivo e com
elétrons o circulando com números igual ao número de carga positiva. Ressalta-se
também as proporções pequenas dessa nova concepção da estrutura da matéria,
além dos espaços vazios que haveria entre os mesmos (MARQUES e CALUZI, 2003;
MARQUES, 2006). Nessa discussão, surge então o modelo atômico de Rutherford
(Figura 25), o qual elucida algumas propriedades fundamentais da matéria. Esse
modelo tem seus fundamentos baseados em suas pesquisas com as radiações, e
explica o porquê dos desvios sofridos quando a lâmina era bombardeada com as
radiações. Para fins didáticos algumas analogias são feitas, como modelo planetário
entre outros, porém em nenhum momento, isso é usado por Rutherford (DINIZ E
FURLANI, 2016).
Figura 24 - Experimento da folha de ouro
57
Fonte: https://alunosonline.uol.com.br/quimica/o-atomo-rutherford.html
Esse modelo não levou mais de uma década, pois mesmo com os cálculos de
Rutherford, era necessário ter algo que deixasse o átomo mais pesado, para dar conta
da massa real do átomo, a qual não era representada pelos seus cálculos. Outro fato
são os choques teóricos com a física da época, já que os elétrons circulam em torno
do núcleo que tem carga positiva e o elétron com carga negativa, porque não haveria
um colapso do núcleo? considerando que a carga positiva atrairia a negativa e vice-
versa. Alguns esclarecimentos sobre a massa atômica vieram quando James
Chadwick descobriu que haveria mais uma partícula no núcleo, a partícula de carga
neutra, isso ocorreu por volta de 1932 (PENA, 2009; KOTZ, 2015). Já a estabilidade
da estrutura atômica só começou a ser elucidada por Niels Bohr que implementou
ideias ao átomo de Rutherford para que o mesmo pudesse ser estável, isso é o que
veremos a seguir.
8.1.3.2 Biografia de Niels Bohr
Niels Henrik David Bohr nasceu em Copenhague na Dinamarca, viveu no
período de 1885 a 1962 (Figura 26), seu pai era professor de psicologia e sua mãe
pertencia a uma importante família de Judeus da Dinamarca. Niels teve uma ótima
educação juntamente com seus irmãos (LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS E TORT,
2014; MELZER E AIRES, 2015).
Universidade de Copenhague, Bohr estudou matemática, química, física e
astronomia. Bohr fez graduação, mestrado e doutorado em Copenhague por volta de
1911. Sua tese de doutorado foi continuação de sua tese de mestrado em que ele
descreve teoricamente o comportamento dos elementos e de suas propriedades nos
metais. Como encontrou muitas dificuldades para um tratamento de dados coerente
Figura 25 - Modelo atômico de Rutherford
58
baseado na física da época, ele percebeu que era necessário a ruptura com a física
clássica. Assim ele se interessou bastante pelo trabalho de Planck, que tratava de
teoria quântica, e que seria um dos caminhos possíveis que ele poderia seguir
(LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS E TORT, 2014; MELZER E AIRES, 2015).
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/NielsBohr
Bohr em Manchester encontrou com Rutherford que, pelo que parece, é uma
inspiração para ele. Após algum tempo a estadia de Bohr em Manchester é firmada e
Bohr aprofundou seus estudos sobre radioatividade. Neste trabalho, Bohr expandi por
assim dizer a ideia do átomo de Rutherford. (LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS E
TORT, 2014; MELZER E AIRES, 2015).
Bohr publicou uma trilogia em 1913 “SOBRE A CONSTITUIÇÃO DE ÁTOMO E
MOLÉCULAS” inspirados nos trabalhos anteriores de Rutherford (MELZER e AIRES,
2015, p. 74). Assim, o átomo para Bohr (Figura 27), era constituído de um núcleo
central pequeno e positivo no qual estava concentrada toda a massa atômica, e ao
redor haviam elétrons realizando movimentos circulares. Propôs também que haveria
certos níveis de energia quantizada nas camadas eletrônicas, o que não permitiria ao
átomo se colapsar. Ele realizou cálculos de espectros de linhas e níveis de energia
para o átomo de Hidrogênio, cabendo perfeitamente a explicação somente para este
átomo. Para os demais átomos diferentes do hidrogênio, as explicações falharam,
porém não deixa de ser de suma importância a pertinência de seus estudos. Esse foi
o modelo atômico de Bohr (LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS e TORT, 2014;
MELZER e AIRES, 2015, KOTZ, 2015).
Figura 26 - Niels Bohr
59
Fonte: https://www.coladaweb.com/quimica/fisico-quimica/modelos-atomicos
É válido ressaltar nessa trilogia que neste momento Bohr fala de possibilidades
que a física clássica não daria conta de explicar, necessitando de novos conceitos e
Rutherford incentivou Bohr nessa trilogia. Assim Melzer e Aires (2015) citando Bohr
(1963, p.133) disse que:
Seguindo a teoria de Rutherford, supomos que os átomos dos elementos são formados por um núcleo carregado positivamente rodeado por um enxame de elétrons. No núcleo está concentrada a parte essencial da massa do átomo, sendo as suas dimensões lineares extremamente pequenas em comparação com as distâncias entre os elétrons que o rodeiam. (...) Postularemos que os elétrons estão dispostos em intervalos angulares iguais, rodando sobre anéis coaxiais em torno do núcleo. Como fim de determinar a frequência e dimensões dos anéis empregaremos a hipótese principal do primeiro artigo, ou seja: que, no estado permanente de um átomo, o momento angular de cada elétron em torno do centro da sua órbita é igual ao valor universal h/2, sendo h a constante de Planck.
Para Bohr, era necessário a introdução de novos conceitos, para a descrição
dos espectros que os elementos deixavam. No mesmo texto, Melzer e Aires (2015)
apud Bohr (1963, p.195) trouxe que “Para se aplicarem os resultados obtidos por
Planck é, portanto, necessário introduzir novas hipóteses sobre a emissão e absorção
de radiação por um sistema atômico”. Desse modo, Bohr despertou-se de tal forma a
curiosidade do mundo científico, que vários estudiosos do mundo todo se
interessaram muito pelo seu trabalho. Sua marca científica estava posta, e a
importância dos seus estudos sendo um marco histórico na evolução científica, nos
mostrando o avanço científico não linear, mas sim competindo uns com os outros no
seu espaço específico e “posto a prova pela comunidade científica” (MELZER e
AIRES, 2015, p. 76; LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS e TORT, 2014).
Figura 27 - Modelo atômico de Bohr
60
8.1.4 Três Motivações Para Uma Nova Física
8.1.4.1 William Thomson – Lorde Kelvin
William Thomson nasceu na cidade de Belfast, na Irlanda (Figura 28), viveu no
período de 1824 a 1907 e é conhecido popularmente como Barão Kelvin ou Lorde
Kelvin. Foi considerado um dos mais importantes cientistas do século XIX, tendo sido
matemático, físico e engenheiro. Lord Kelvin fez sua graduação na Universidade de
Cambridge e a pós-graduação na França. Vale ressaltar que a escala termométrica
de Kelvin foi um marco histórico para o seu tempo. Thomson também foi responsável
pela introdução da rede da telefonia na Grã-Bretanha e, em 1890, foi eleito presidente
da Royal Society (NÓBREGA, 2009).
Fonte:https://edukavita.blogspot.com/2015/06/biografia-de-william-thomson-kelvin.html
Segundo Schulz (2007) uma das principais frases atribuídas a Lorde Kelvin é a
seguinte: “No céu azul da física clássica existem apenas duas nuvens a serem
dirimidas...”. Schulz (2007) em seu trabalho destacou um artigo de 1901 que comenta
a natureza destas duas nuvens, a teoria dinâmica do calor e da luz:
A beleza e claridade da teoria dinâmica, que coloca calor e luz como modos de
movimento, está presentemente obscurecida por duas nuvens.
I. A primeira apareceu com a teoria ondulatória da luz, desenvolvida por Fresnel e o Dr. Thomas Young; envolvendo a questão de como pode a Terra mover-se através de um sólido elástico, como é essencialmente o éter luminífero?
II. A segunda é a doutrina de Maxwell-Boltzmann sobre a equipartição de energia.
Figura 28 - William Thomson (Lorde Kelvin)
61
Podemos ver que Lorde Kelvin deu o pontapé para a discussão de uma nova
física que hoje é denominada de mecânica quântica, que será descrito a seguir como
a radiação eletromagnética, efeito fotoelétrico e entre outros pontos.
8.1.4.2 Radiação Eletromagnética de James Clerk Maxwell
James Clerk Maxwell, nasceu na cidade de Edimburgo na Escócia (Figura 30),
viveu no período de 1831 a 1879. Desde a sua juventude Maxwell já mostrava seus
interesses nas ciências da natureza. O seu primeiro artigo tinha como o título
“Descrição das Curvas Ovais” e foi publicado quando ele tinha apenas 14 anos de
idade. No ano de 1847 entrou na Universidade de Edimburgo, em seguida em 1850
iniciou seus estudos em Cambridge e quatro anos depois terminou sua graduação.
Na Universidade de Londres ele usava a teoria das probabilidades para o estudo das
propriedades dos gases. Neste mesmo tempo ele descreveu sua teoria
eletromagnética (ASSIS; CUNHA; TORT, 2004; ALPUIM, 2016).
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Clerk_Maxwell
Em 1864 ele apresentou uma descrição matemática para explicar a natureza
da luz e de outras formas de radiações, caracterizando-as por meio de comprimento
de onda (λ), frequência da onda (f) e velocidade da luz (ϲ), a qual pode ser expressa
por meio da seguinte equação:
𝑐 = 𝑓𝑥 λ
Como a velocidade da luz é constante no vácuo, a radiação eletromagnética
interage com campos elétricos e magnéticos permitindo a interação no nível atômico
e molecular (KOTZ, 2015, BROWN, 2016). Dessa forma, o que se obtém também
dessa equação é o espectro visível que faz parte do espectro eletromagnético, que
varia das ondas de rádio aos raios gama. Essa contribuição foi fundamental. Maxwell
Figura 29 - Maxwell
62
foi até considerado por Einstein como um dos melhores físicos desde Newton. As
contribuições de Maxwell é inegável para a física e para o que será apresentado neste
projeto, no desenvolvimento do modelo atômico atual (ALPUIM, 2016).
8.1.4.3 Quantização de Max Karl Ernst Ludwig Planck
Max Karl Ernst Ludwig Planck, nasceu na cidade de Kiel na Alemanha (Figura
31), viveu no período de 1858 a 1947. Começou a estudar no período de 1867 em
Munique, em que foi notado sua excepcional habilidade com a matemática. Atraído
pela física no ano de 1874 começou seus estudos na Universidade de Munique. Vale
notar que na segunda lei da termodinâmica Planck contribuiu muito com sua tese de
doutorado, em que Clausius usou como referência para a elucidação desta teoria. Em
1880 teve o consentimento para dar aula na Universidade de Munique e cinco anos
depois foi intitulado docente de física teórica na Universidade de Kiel. Foi tesoureiro,
presidente e membro de comitês por três década na Sociedade Alemã de Física e no
ano de 1927 foi concedido a honra de membro honorário. Seu auxílio para o
aperfeiçoamento da teoria da radiação do corpo negro foi devido aos seus estudos
com James Clerk Maxwell, e isso foi de suma importância para o momento que a física
estava passando (STUDART, 2006).
Fonte: https://www.cosmos.esa.int/web/planck/max-planck
Sua colaboração como já mencionado com o estudo do corpo negro, teve uma
implicação em que novos conceitos foram introduzidos na física moderna, mas como
como funciona um corpo negro? Esse sistema funciona da seguinte forma: à medida
que se aquece um corpo e absorve toda a radiação que incide sobre ele, o mesmo
permite apenas que comprimentos de ondas que dependem da temperatura sejam
emitidos. Na época havia a catástrofe ultravioleta, que dizia que a intensidade deveria
aumentar continuamente, e isso não acontecia. Planck resolveu esse problema ao
Figura 30 - Max Planck
63
explicar que o corpo negro não absorve energia infinitamente, mas dependia da
distribuição de oscilação da frequência, quer dizer que, quando um corpo negro
absorve energia, essa energia faz que os objetos vibrem nas frequências: máxima -
(que se deslocam para o ultravioleta), média – (que se deslocam para o espectro
visível) e baixa - (que se deslocam para o infravermelho) (STUDART, 2005; KOTZ,
2015; BROWN, 2016).
A frequência obtida é provavelmente a de média frequência, já que os
experimentos mostraram que haveria uma maior população de osciladores que
vibraria nessa frequência, quando comparados aos outros. Desta forma, a intensidade
não se torna cada vez maior ao se aproximar do UV. É válido notar o seguinte:
devemos focar neste momento no conceito de energia quantizada que Planck
introduziu ao falar que apenas certas quantidades de energia são permitidas e ao
apresentar sua equação, pois seria basal para prosseguir os estudos, principalmente
na área da química na qual o conceito de quantum é vital. Isso seria fundamental para
estudar o efeito fotoelétrico (STUDART, 2005; KOTZ, 2015; BROWN, 2016)
8.1.4.4 Efeito Fotoelétrico de Albert Einstein
Albert Einstein nasceu na cidade de Ulm na Alemanha (Figura 31), viveu no
período de 1879 a 1955. Seus pais eram judeus, mas não praticava a religião. Einstein
era o único judeu da sua escola. Cursou seu estudo primário na cidade de Munique e
não há garantia que Einstein tenha impressionado seus docentes com algum talento
extraordinário, porque não tinha mostrado nenhuma aptidão que outros grandes
cientistas tinham mostrados quando jovem, como grandes habilidades em
matemática, nem em outra área da mesma (BERNSTEIN, 2013; MARTINS, 2006;
LIMA, 2013).
A escola na qual estudava era tradicionalmente militar, e Einstein tinha aversão
muito grande a isso. Provavelmente isso ficou claro posteriormente, o porquê Einstein
tinha esse sentimento, pois de acordo com Bernstein (2013) na Primeira Guerra
Mundial em que ele sempre se metia em apuros, como ativista. Ele mudou seu modo
de pensar quando viu Adolf Hitler assumir o poder, em que percebeu que só a “força
bruta” seria capaz de pará-lo (BERNSTEIN, 2013, p.18).
64
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsico
Em 1896 Einstein foi aprovado na politécnica de Zurique na Suíça e já pensava
na Relatividade do Movimento. Conseguiu sua graduação em 1900, diferentes dos
seus colegas que formam aceitos como professores assistentes, Einstein foi
recusado. No ano seguinte foi nomeado docente substituto na escola particular
Schaffhausen. Como Einstein só dava aula no turno matutino, nos outros períodos
escrevia trabalhos, incluindo sua tese de doutorado sobre a teoria cinética dos gases
(BERNSTEIN, 2013; LIMA, 2013).
Einstein mostrou interesse no trabalho de Planck e as incluiu no seu trabalho,
mudando a descrição da radiação eletromagnética. Neste processo, Einstein explicou
o efeito fotoelétrico: em que os elétrons são emitidos da superfície do metal quando a
luz que incide sobre ele e tem frequência suficientemente alta para retirá-los. Se a luz
tiver uma frequência baixa, nenhum elétron é emitido. Eles só serão emitidos quando
a frequência for crítica, ou seja, a frequência estiver acima do valor mínimo para retirar
os elétrons, e quanto maior a intensidade da luz, mais elétrons são emitidos
(MARTINS, 2005).
Nessa explicação, Einstein combina equação de Planck com a descrição
corpuscular da natureza da luz, ou seja, a luz apresenta características semelhantes
às das partículas. Assim, Einstein nomeou essas partículas de fótons, afirmando que
as mesmas têm energia fixa e proporcional a radiação, como descrito na equação
Planck. A radiação eletromagnética apresenta nesse momento características de
onda, mas como o estudo dos fótons elétrico, a radiação eletromagnética também
apresenta propriedade de partículas (KOTZ, 2015; BROWN, 2016).
Figura 31 - Albert Einstein
65
Vamos retomar essa discussão mais a frente sobre a matéria se comportar
como onda e partícula. Antes vamos observar algumas contribuições de alguns
cientistas que elucidaram mais ainda as propriedades do elétron.
8.1.4.5 Espectro de Linhas Atômicas de Bohr
Ao analisar seu modelo baseado nas ideias de Rutherford, Bohr foi mais além,
ele formulou questões sobre a estrutura eletrônica dos átomos e explicações
adicionais. Ao aplicar alta voltagem em gases sob baixas pressões, os elétrons desse
gás absorvem energia. Quando esse processo acontece é dito que os elétrons estão
excitados. Nesse processo de excitação os elétrons podem emitir luz no espectro
visível ou não. Vários exemplos, como fogos de artifícios e anúncios luminosos de gás
néon passam por esse processo de excitação eletrônica (KOTZ, 2015; BROWN,
2016).
Se um feixe de luz de um gás excitado passar por um prisma, será vista apenas
umas linhas coloridas, isso é chamado de espectro de emissão de linhas descontínuo,
(Figura 32). Já se fosse a luz do sol à passar por um prisma, resultaria no espectro
contínuo. Cada elemento químico tem seu espectro de linhas (Figura 33), constituindo
assim, sua identidade química (KOTZ, 2015; BROWN, 2016).
Fonte: A Ciência Central - livro de Química Geral - 13º edição
Figura 32 - Espectro contínuo do sol ou um objeto muito quente ao passar por um prisma
66
Fonte: A Ciência Central - livro de Química Geral - 13º edição
Bohr idealizou um modelo em seus estudos a respeito da estrutura eletrônica
do átomo, deste modo, ele poderia explicar os espectros dos “átomos” excitados.
Assim, no seu modelo do hidrogênio, o elétron move-se em órbita circular. Como já
foi discutido, esse modelo entrava em contradição com a física clássica, e para
resolver essa questão, Bohr falou da quantização da energia dos orbitais. Então,
desde que os elétrons estivessem nesses níveis de energia, o sistema estaria estável
e não aconteceria o colapso nuclear (KOTZ, 2015; BROWN, 2016; MELZER E AIRES,
2015).
Como Bohr descreveu sua teoria eletrônica somente em termos de energia
quantizada e orbitais isso o permitiu relacionar sua teoria com o espectro de emissão
do hidrogênio. Essa teoria de Bohr era válida apenas para sistema com um elétron,
como o hidrogênio e o íon He+, em sistema mais complexos, essa explicação falhava.
Era necessário um modelo melhor para explicar a estrutura eletrônica. A contribuição
de Bohr foi fundamental nesse momento para a introdução de uma nova física, pois
por meio de suas pesquisas, abriu-se um leque para o que viria adiante, além de sua
contribuição na questão da quantização, transição e excitação eletrônica (KOTZ,
2015; BROWN, 2016; MELZER E AIRES, 2015).
8.1.4.6 Louis Victor Broglie
Louis Victor Broglie nasceu em Dieppe na França (Figura 34), viveu no período
1892 a 1987. Em 1910, Broglie conseguiu seu título de licenciado em letras, e em
seguida estudou direito. Ao fazer uma análise extensa de diversas obras científicas,
ele criou um interesse muito grande pela área da ciência da natureza, a Física. Em
1911, Louis começou a aprofundar seus conhecimentos de física tendo como
referência os trabalhos “de Henri Poincaré, Hendrik Lorentz, Paul Langevin, Ludwig
Boltzmann, Josiah Gibbs, Albert Einstein e Max Planck”. Licenciou em ciência em
1913, e no mesmo ano entrou no grupo de engenharia do exército francês (ROSA,
2004, p.82).
Figura 33 - Espectro de emissão de linhas do hidrogênio
67
Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/biografia/louis-victor-pierre.htm
Broglie trouxe contribuições importantes para o estudo do elétron como onda,
propondo algum tempo depois que o elétron livre de massa (m), se move há uma
velocidade (v) em que o comprimento de onda () é inversamente proporcional. Desse
modo, ele conectou as propriedades da partícula (massa e velocidade) e da onda
(comprimento de onda). Além de quê, experimentos feitos por L. H. Germer (1896-
1971) assumindo as descrições de Broglie, descobriu-se que em difração, um feixe
de elétrons foi direcionado para uma folha fina metálica e que às vezes apresentava
natureza ondulatória e corpuscular, essa dualidade foi uma contribuição fundamental
para o átomo moderno. Como essa dualidade afeta o modelo atômico que se têm
atualmente? Pós 1ª Guerra Mundial, Erwin Schrodinger, Max Born e Werner
Heisenberg trouxeram explicação muito satisfatórias para o novo modelo atômico,
aquele modelo que Bohr já tinha percebido a necessidade de uma nova física para
explicá-la (KOTZ, 2015; MELZER E AIRES, 2015; BROWN 2016).
8.1.4.7 Erwin Schrodinger
Erwin Schrodinger, nasceu em Viena na Austrália (Figura 35), viveu no período
de 1887 a 1961. Estudou até seus 11 anos em sua casa, e era excelente na
Akademisches Gymnasium, mais tarde começou seus estudos na Universidade de
Viena e obteve seu título de doutorado em 1910. Em seguida obteve sua capacitação
para ser professor em 1914. Na Universidade de Jena, na Alemanha passou-se a ser
assistente de Wilhelm Wien (1864-1928). Já em 1925, quando era professor de física
na Universidade de Zurique-Suíça, colaborou de forma essencial para a teoria
quântica (FIOLHAIS, 2018, p.130; MURR, 2010, p.72).
Figura 34 - Louis Broglie
68
Fonte: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1933/schrodinger/biographical/
Schroedinger partindo dos estudos de Broglie desenvolveu um modelo para os
elétrons chamados de mecânica quântica ou ondulatória. Nesse modelo, as equações
são mais complexas, mas de certo modo, entende-se a mesma da seguinte forma
(KOTZ, 2015; BROWN, 2016).
Ele descreveu na onda estacionária que existem estados quantizado para o
elétron só permitido vibrar em frequência fixas. Ao descrever a função de onda psi (ψ),
os físicos encontraram resultados que foram fundamentais na descrição do
comportamento eletrônico. Além da energia ser quantizada, Schrodinger deduziu
soluções que no espaço tridimensional haveriam três números inteiros n, l, ml, que
são os números quântico.
Max Born contribui também ao averiguar o significado (ψ). Mostrou que no
espaço (x, y, z) de uma onda, os pontos de amplitude positiva ficam acima (pico) e os
pontos de amplitude negativa ficam abaixo (vale): O valor de encontra (ψ2) está
referente com a probabilidade. Assim (ψ2) é como uma “densidade probabilidade”
(KOTZ, 2015, p.290). Deste modo por meio de cálculos pode-se encontrar a região
provável que elétron estaria e também pode calcular onde encontrar o elétron em um
volume pequeno (KOTZ, 2015; BROWN, 2016).
8.1.4.8 Werner Karl Heisenberg
Werner Karl Heisenberg nasceu na cidade de Wurzburg na Alemanha (Figura
36), viveu no período de 1901 a 1976. Seu pai era docente de língua clássica e sua
mãe era filha do diretor do Colégio de Munique. Quando Heisenberg terminou seu
estudo escolar ele ingressou no Maximilians Gymnasium coordenado pelo seu avô.
No ano de 1914 o Colégio foi desocupado pelos militares e as aulas foram ministradas
Figura 35 - Schroedinger
69
de forma irregular e em lugares diferentes, com isso Heisenberg começou a estudar
sozinho em sua casa. No ano de 1918, foi convocado a prestar serviços militares
(MARTINS, 2005).
Já em 1920, Heisenberg terminou seus estudos no Maximilians Gymnasium
que foi interrompido pelos militares em 1914. Neste mesmo ano de 1920 ingressou na
Universidade de Munique. Participou de grupos muito importante como o de Niels
Bohr e Max Born. Entre os anos de 1924 e 1925, Heisenberg estagiou em
Copenhague, com a equipe de Niels Bohr em que desenvolveu pesquisa sobre o
princípio de correspondência de Bohr no efeito Zeeman. Com Hendrik Krames (1894
a 1952), estudou os problemas da emissão, absorção e espalhamento de Luz pelos
átomos e sua correlação com a dispersão. Heisenberg ao retornar a Gotten em 1925,
já estava convencido de uma nova “Mecânica Quântica” (MARTINS, 2005).
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Werner_Heisenberg
Com a necessidade de uma nova física, Heisenberg fez diversas contribuições
para a mesma como já citadas no parágrafo anterior. Um dos pontos importantes, foi
quando postulou o princípio da incerteza, em que diz “para um pequeno objeto, com
um elétron em um átomo, é impossível determinar com precisão ambas, a sua posição
e a sua posição e a sua energia’’ (KOTZ, 2015, p. 290). A ideia principal é a
probabilidade de se encontrar um elétron em uma região do espaço com certa energia
(KOTZ, 2015; BROWN, 2016). Não se mostrou possível determinar esses parâmetros
ao mesmo tempo. Assim, com a junção da ideia de Planck, Einstein, Schrodinger,
Heisenberg, Broglie, pode-se descrever um possível modelo para o átomo atual.
Figura 36 - Heisenberg
70
8.1.5 Modelo Atômico Atual - O Átomo Quântico
O modelo atômico quântico vigente (Figura 37), é consequência de modelos já
desenvolvidos durantes os séculos XIX a XX. O modelo vigente é considerado um
modelo quântico (SILVA E CUNHA, 2008). Cunha e Silva (2008) diz que este modelo
quântico costuma se caracterizar abreviadamente por um estado eletrônico e pelo
conjunto de números quânticos constitutivo de sua expressão matemática.
Na sua teoria Bohr viu a necessidade da existência dos números quânticos. A
resolução da equação de Schrodinger vai prover três destes números na forma dos
autovalores obtidos a partir das funções de onda (autofunções). (MORA E
SHINKENGER, 2006).
• Número quântico principal (n): É definido como o que representa os níveis de
energia do elétron em que podemos imaginá-los como camadas nas quais há
expectativa de se encontrar um elétron é grande. O valor de n são
determinados com números inteiros e positivos (1,2,3, …), por exemplo quando
n = 1 isso mostra que esta é a camada mais próxima do núcleo de átomo. E
quanto maior for o número de n isso indica que mais longe a cama eletrônica e
o elétron esta do núcleo do átomo (MORA e SHINKENGER, 2006; KOTZ, 2015;
BROWN, 2017).
• Número quântico azimutal ou secundário (l): Ele define o momento angular do
elétron, em que é caracterizado como a subcamada de um orbital atômico, na
qual a possibilidade de encontrar o elétron é muito grande. Este número
quântico está correlacionado com as formas dos orbitais (s, p, d e f). O valor de
l está relacionado diretamente como número quântico principal (n), e assim
como n os valores de l têm que ser números inteiros que vai de 0 a n - 1. Deve-
se lembrar da regra de Aufbau para esses números quânticos (n e l) em que os
elétrons devem ser distribuídos em ordem crescente de energia (MORA e
SHINKENGER, 2006; KOTZ, 2015; BROWN, 2017).
• Número quântico magnético (ml): Ele oferece a indicação sobre qual a
orientação de um orbital no espaço. Os valores possíveis de ml dependem do
número quântico azimutal. Segundo Brown (2017) relata que o número
quântico magnético (ml), pode ter valores inteiros entre (-l e +l), incluindo o
zero. Por exemplo quando o valor de l = 1, só haverá três valores permitidos
71
para ml, -1, 0 e +1. Em relação aos orbitais s, p, d e f, as notações para (s) é
no máximo um, para o (p) no máximo três, o (d) no máximo cinco e o (f) no
máximo sete, isso para cada nível de energia de s, p, d e f ( MORA e
SHINKENGER, 2006; KOTZ, 2015; BROWN, 2017).
Segundo Belançon (2018) no ano de 1897, muito antes do nascimento da
mecânica quântica, Pieter Zeeman descreveu o que tornou conhecido hoje como
efeito Zeeman. No seu trabalho divulgado na Nature, em seu primeiro parágrafo ele
descreve: “...me ocorreu que a frequência da luz emitida por uma chama poderia ser
alterada se a chama estiver submetida a um campo magnético. Verifiquei que esta
ação realmente ocorre”. O efeito Zeeman atraiu a atenção de muitas pessoas, mas se
tratava de uma alteração pequena nos espectros emitidos: basicamente cada linha
espectral era dividida em duas outras, muito próximas da linha original. O que deu
origem a número quântico magnético do spin (ms) que será descrito a seguir:
• Número quântico magnético do spin (ms): Os elétrons têm um momento
angular, já que esse fragmento possui uma rotação que se comporta como um
imã. Esse número quântico possui apenas dois possíveis sentidos em torno do
seu próprio eixo que são representados pelos seguintes valores: +½ ou -½ .É
necessário relatar que dois elétron pode ocupar o mesmo orbital, mas para isso
ocorre os orbitais têm que está em sentidos opostos ( MORA e SHINKENGER,
2006; KOTZ, 2015; BROWN, 2017).
Fonte: https://www.emaze.com/@AOIRITFOT
O descobrimento do spin do elétron se deu em 1921, pelos físicos alemães Otto
Stern e Walther Gerlach (MORA e SHINKENGER, 2006). Mora e Shinkenger (2006,
p.55) disseram o seguinte sobre a observação de Otto Stern e Walther Gerlach:
Figura 37 - Modelo atômico quântico atual
72
Eles observaram que quando um feixe de átomos neutros de prata (obtidos pela vaporização do metal) passava entre ímãs o feixe se separava em dois, isso significava que metades dos átomos de prata atuavam como imãs que se orientavam em uma direção e a outra metade em direção oposta.
Isso significa que elétrons em um mesmo orbital tem comportamentos
diferentes, como foi dito anteriormente, em que cada elétron tem spins orientados de
formas opostas, por exemplo o spin com direção (↑) será indicado pelo valor de +½ ,
e o outro com a direção para (↓) terá um valor de -½ .Assim, nesse conjunto de spin,
temos o princípio da exclusão de Linus Pauling, em que dois elétrons no estado
fundamental não podem estar no mesmo orbital se estiverem com a mesma
orientação de spin. Para ocupar o mesmo orbital no estado de mais baixa energia,
eles devem ter spins opostos (↑↓) (KOTZ, 2015; BROWN, 2017).
Desta forma neste capítulo, apresentamos uma abordagem conceitual histórica
sobre a evolução dos modelos atômicos, desde a escola atomística até os dias de
hoje. Percebe-se o quanto de informação que se tem nesse processo de mais de dois
mil anos. As simples indagações do que a natureza é feita e a reflexão sobre isso fez
a humanidade questionar a própria natureza, do que a mesma é feita, e chegar no
conhecimento que se tem hoje. Reforça-se que a ciência não avança de forma linear,
mas o progresso é longo, às vezes demorado, as vezes tem um pico científico. Não
existe um método único para se fazer as pesquisas, as interações entre as pessoas
que fazem ciências e suas influências são de suma importância. Isso em si já é
maravilhoso de se observar, o quanto a ciência evoluiu para explicar os fenômenos
mencionados neste capítulo (MOURA, 2013). Adiante falaremos sobre a perspectiva
da história da ciência no ensino de química e como esse tema pode ser fértil,
contribuindo para a construção desse projeto.
8.2 NARRATIVA GRÁFICA
8.2.1 Primeiro Arco - O Atomismo: Referente A Escola Atomista
O quadrinho mostrado na figura 38, podemos ver, o mapa da Grécia
simbolizando a localidade onde se teve os pensamentos filosóficos do que seria o
átomo, e os rostos sem as expressões e sem os olhos. A opção por esta narrativa
gráfica tem como motivação apresentar uma linguagem multimodal e engloba a
História da ciência, porque, em primeiro plano as faces dos filósofos gregos sem
expressões representam a incerteza em relação a quem introduziu o termo átomo
73
(FRAZÃO, 2019). Em segundo plano temos o mapa da Grécia, para demonstrar que
essa teoria surgiu na Grécia antiga.
Fonte: Próprio autor e colaboradores
No quadrinho, mostrado na figura 39, damos continuidade à escola atomista.
Este retrata uma abordagem multimodal da HC, pode-se ver na figura y que o primeiro
quadro trata da nossa via láctea, em seguida dá-se o zoom ao nosso sistema solar e
logo após outro zoom focado no nosso planeta terra. Primeiramente nesta pequena
sequência de quadrinhos são abordados os conceitos da escola atomista de Leucipo
e Demócrito, que se preocupava com a elaboração de uma cosmologia, em que
procuravam o raciocínio lógico do universo, e não mais com uma explicação baseada
em relatos mitológico, assim como surge a filosofia. Leucipo afirma que todo o
universo era constituído por átomos, ausentando-se a intervenção divina no
esclarecimento do princípio de todas as coisas (CHAUI, 1995; FILGUEIRAS, 2004;
VIANA E PORTO, 2007; DIOGO, 2016; FRAZÃO, 2019).
Figura 38 - Mapa da Grécia sem as faces dos filósofos
74
Figura 39 - Da via láctea ao planeta terra
Fonte: Próprio autor e colaboradores
Na figura 40 trazemos a escola de Leucipo, em que tratamos a abordagem da
linguagem multimodal novamente, pois ela traz as ilustrações como algo que ajudam
nas abstrações dos conceitos, globalizando as variações de pontos em um só, que
são os multimeios (PICCININI E MARTINS, 2004; PEREIRA e TERRAZAN, 2011;
LABURÚ, BARROS, SILVA, 2011). Nesta figura trazemos Leucipo ministrando uma
aula, numa abordagem cômica.
Fonte: Próprio autor e colaboradores
Figura 40 - A escola de Leucipo
75
Em seguida, na figura 41, mostramos uma sequência em que a sua ideia de
átomo é explorada. Esta sequência se desenvolve quando uma personagem anônima
realiza um trabalho de quebrar pedras que, a princípio, faz parte do seu cotidiano. O
pensamento atomista então é explorado da seguinte forma: primeiro ele quebra uma
rocha, que representa uma porção de matéria, com uma marreta; logo após usa um
cinzel e um martelo pequeno para dividir uma pequena porção da pedra grande em
pedaços menores. Em um dado momento ele observa um minúsculo pedacinho da
pedra e percebe que este ainda pode ser dividido, dando sequência à divisão. Por fim
ele percebe que não é mais possível dividir a matéria. A sequência mostra uma
expressão de espanto ao perceber que a subdivisão é impossível, relatando de modo
figurado o surgimento do conceito de Leucipo sobre o átomo indivisível (FILGUEIRAS,
2004; VIANA E PORTO, 2007; DIOGO, 2016; FRAZÃO, 2019).
Fonte: Próprio autor e colaboradores
Na figura 42, mas uma vez retrata a abordagem da linguagem multimodal, uma
vez que usamos neste momento uma comunicação visual, imagética para explorar a
cena, detalhar a explicação, explorar os elementos presentes de determinado
conceito. Na primeira parte dos quadrinhos vemos Demócrito representado na figura
A. Podemos ver uma representação de um mapa com diferentes localidades, pois não
Figura 41 - O indivisível
76
se sabe ao certo em que local Demócrito nasceu, mas alguns historiadores dizem que
ele viveu em Abdera (SOUZA, 1996 E FRAZÃO, 2019).
Fonte: Próprio autor e colaboradores
Dando continuidade à narrativa quadrinista de Demócrito, podemos ver na
figura 43, a representação do seu rosto e na sequência o átomo sendo bombardeado
por um míssil moderno, trazendo um tom cômico. Esta sequência ilustra a ideia de um
átomo maciço e indestrutível, conforme afirmava a teoria de Demócrito.
Figura 42 - Onde Demócrito nasceu?
77
Fonte: Próprio autor e colaboradores.
Ao terminar esse arco percebemos como os conceitos filosóficos foram
importantes para a construção da ideia do que se chama “átomo”. Essa construção
marcou a história e a evolução da ciência posteriormente, se tornando fato histórico.
Podemos afirmar que este acontecimento de fato foi a reflexão inicial para o
desenvolvimento do que chamamos de ciência e toda sua bagagem histórica, cultural,
social e científica. Ao adentrar na retomada desse conceito no século XVIII,
introduziremos a ideia de método científico.
8.2.2 Segundo Arco - Retomada Do Modelo Atômico No Século XVIII A XIX
O segundo arco tem como título “O Modelo Atômico no século XVIII e XIX”, com
a retomada dos estudos pelo inglês John Dalton. Aproximadamente 100 anos depois,
com os estudos de J. J. Thomson com o tubo de Crookes, houve a aceitação do seu
modelo atômico.
Figura 43 - Demócrito e sua ideia de átomo
78
No primeiro quadro vemos um bebê (Figura 44) em que falaremos da infância
de Dalton. Mesmo sem nível superior era muito dedicado aos estudos, ótimo aluno,
tinha uma habilidade incrível na matemática e também estudou outras áreas como
Zoologia, Botânica e meteorologia.
Fonte: Próprio autor e colaboradores.
No decorrer da história (Figura 45) podemos ver duas imagens demonstrando
um problema de visão que o cientista tinha chamado de discromatopsia, vale ressaltar
que foi o próprio Dalton que descreveu sobre essa anomalia em 1794 (VESPUCCI,
2009).
Fonte: Próprio autor e colaboradores
O próximo quadrinho (Figura 46) mostra uma paisagem de ventania e Dalton
pensando em algo. O objetivo foi representar o seus estudo sobre meteorologia e
Figura 44 - Representação do bebê Dalton
Figura 45 - Daltonismo
79
gases, em que suas observações resultaram no que hoje conhecemos como lei das
pressões parciais e por meio da lei das proporções múltiplas existente, mostrou que
há uma relação entre os pesos dos elementos. Dalton já incluía a noção de “partículas
últimas” ou “átomos”, quando nos seus escritos mostrou “pela primeira vez os
símbolos atômicos, fórmulas atômicas e pesos relativos’’ (PORTO E VIANA,
2007(PORTO E VIANA, 2007). Esta sequência inicial tem como principal finalidade
evidenciar a importância do contexto histórico e social no qual Dalton foi formado e as
implicações deste no seu trabalho científico. Em outras palavras o professor pode
explorar esta sequência para dar ênfase ao fato de que uma descoberta científica, ou
o próprio fazer científico, está sujeito ao seu próprio contexto temporal e portanto, para
compreendermos plenamente um conceito científico e sua importância devemos
também compreender o momento histórico em que ele surgiu.
Fonte: Próprio autor e colaboradores
No período do século V a.C. os filósofos gregos debatiam ideias sobre a
natureza da matéria. Por muitos séculos foi aceita a teoria dos quatro elementos. Mas
movido pela curiosidade, Dalton, baseando-se nos estudos do químico francês
Antoine-Laurent de Lavoisier (que propôs umas das leis mais importantes da Química,
a Lei da Conservação da Massa) e a lei das proporções múltiplas do químico francês
Joseph Proust. Assim ao propor seu modelo atômico Dalton não apenas explicava
como eram os átomos, mas também como eles se combinavam através destas duas
leis citadas (NISENBAUM, 2007). Percebemos a diferença entre o pensamento
filosófico do que a matéria era constituída e o modelo científico de Dalton, que se
Figura 46 - O fascínio pela meteorologia e o estudo dos gases
80
baseava no método científico. Nesse sentido Mora e Ostermann (1993, p.108) fazem
a seguinte afirmação sobre o método científico:
O método científico é interpretado como um procedimento definido,
testado, confiável, para se chegar ao conhecimento científico: consiste
em compilar fatos através de observação e experimentação
cuidadosas e em derivar, posteriormente, leis e teorias a partir destes
fatos mediante algum processo lógico.
Podemos ver a importância da história da ciência pois Michael Matheus (1989),
citado por Prestes e Caldeira (2009, p.3) “afirma que a História da Ciência é valiosa.
Os episódios importantes da História da Ciência e Cultura – a revolução científica, o
darwinismo, a descoberta da penicilina etc.”. Deveriam ser familiares a todo estudante.
Finalizando o arco narrativo de Dalton trazemos uma comparação do seu
modelo com a bola de bilhar, mostrada na figura 47. Vale ressaltar que o professor
em sala de aula deve explicar ao aluno que o modelo de Dalton não é uma bola de
bilhar, mas que esta é uma mera representação para que o aluno possa ter um modelo
mental do átomo proposto por Dalton, esférico e maciço, ancorado em sua memória.
Fonte: Próprio autor e colaboradores.
Mas antes de adentrarmos ao desenvolvimento do átomo moderno, temos o
modelo atômico idealizado por J. J. Thomson. Nesta sequência é representado, no
primeiro quadrinho (Figura 48) uma biblioteca. A ideia é mostrar a origem de Thomson
representando a profissão de seu pai, que era livreiro e editor. A personagem em
frente à biblioteca é o próprio Thomson.
Figura 47 - Modelo atômico de John Dalton
81
Fonte: Próprio autor e colaboradores
O quadrinho da figura 49, demonstra os estudos de Thomson, realizados no
Owens College, em que ele despertou o interesse pela química, física e matemática,
lá ele também estudou outros assuntos de seu interesse, como as combinações
químicas (LOPES, 2009; LOPES E MARTINS, 2009).
Fonte: Próprio autor e colaboradores
Na próxima quadrinho da figura 50, trataremos um pouco sobre a História da
Ciência, como ela é intrinsecamente valiosa. Um episódio importante da HC foi a
invenção dos tubos de raios catódicos (tubos de crookes) e uso destes dispositivos
por Thomson, o que lhe permitiu desenvolver o conceito de elétron, a primeira
partícula subatômica descoberta. Thomson, em Cambridge, procedeu uma série de
experimentos utilizando os “tubos de crookes” para estudar o elétron, que naquela
época era conhecido como “corpúsculo" (OKA, 2000). Esses estudos foram de valia
para a postulação do modelo atômico de Thomson, veja o quadrinho com a
Figura 48 - Biblioteca
Figura 49 - Laboratório
82
representação do tubo de raios catódicos (Figura 50). Thomson através do seu
modelo organizou novos conhecimentos sobre o átomo que até o momento eram
desconhecidos como: Natureza elétrica da matéria; divisibilidade do átomo; presença
de partículas pequenas e com carga no átomo.
Fonte: Próprio autor e colaboradores
Nos dois últimos quadrinhos representados na figura 51, podemos ver a
comparação do modelo atômico de Thomson com o pudim de passas, usada
comumente para representar o seu modelo. Vale ressaltar que em nenhum momento
do trabalho de Thomson ele faz esta comparação. De fato, ao descrever o seu modelo
ele diz que os átomos seriam corpúsculos positivos estáveis, misturados com
corpúsculos menores de carga negativa que estão firmemente fixados nos
corpúsculos positivos, submetidos a uma atração mútua (LOPES, 2009; LOPES E
MARTINS, 2009; KOTZ, 2015).
Figura 50 - Raios Catódicos
83
Fonte: Próprio autor e colaboradores
8.2.3 Último Arco - Modelo Atômico Atual
O terceiro e último arco aborda “O desenvolvimento do modelo atômico
moderno” em que também há a da linguagem multimodal e da HC, que se inicia com
Ernest Rutherford, na formulação de sua teoria do que é o átomo e Niels Bohr.
O quadrinho que mostrado na figura 52, representa os estudos de Rutherford
no Nelson College e Canterbury. Por recomendação de Thomson, Rutherford foi
convidado para ser professor de física experimental na Universidade de McGill, por
isto a ilustração traz o início da história de Rutherford (MARQUES, 2006; LOPES,
2009).
Fonte: Próprio autor e colaboradores
Dando continuidade a esse arco, no segundo quadrinho (Figura 53) há a
imagem do símbolo de radioatividade com a representação das partículas alfa (α) e
Figura 51 - Pudim de passas e o modelo atômico de Thomson
Figura 52 - Inicio da história de Rutherford
84
beta (β), estudadas por Rutherford (MARQUES, 2006; LOPES, 2009; PENA 2009;
KOTZ, 2015).
Fonte: Próprio autor e colaboradores
Antes de finalizar o arco da história de Rutherford, trazemos na figura 54, a
representação do experimento da folha de ouro. Ao observar os desvios que acontecia
com as partículas alfa. Baseado nesses dados, Rutherford escreveu um artigo em
1911 com o título “O Espalhamento das partículas alfa e beta na Matéria e a Estrutura
do Átomo” (MARQUES E CALUZI, 2003). Fica nítida a importância da história da
ciência, uma vez que ela nos dá um vislumbre da realidade temporal, o meio social
em que vive o cientista e como este depende de outros atores no seu trabalho. Enfim,
a ideia é mostrar que não é em um estalar de dedos que tudo acontece, vemos que a
ciência caminha junto com a história.
Fonte: Próprio autor e colaboradores
Figura 53 - Partículas alfa e beta
Figura 54 - Experimento da Folha de Ouro
85
A finalização da história de Rutherford trazemos uma representação do seu
modelo atômico. (Figura 55) Neste há os modelos atômicos sem escalas reais, criado
para explicar o porquê as partículas alfas atravessavam a lâmina de ouro.
Fonte: Próprio autor e colaboradores
A última sequência do terceiro arco sobre o modelo atômico, com o quadrinho
de um bebê representando a infância e o nascimento de Bohr que nasceu em
Copenhague na Dinamarca representado na figura 56.
Fonte: Próprio autor e colaboradores
Na figura 57 são apresentados uma medalha e um inseto na superfície da água
sem afundar nela, isto representa o prêmio que Bohr ganhou da Sociedade Científica
Dinamarquesa por seus estudos sobre tensão superficial figura N (FRAZÃO 2009).
Figura 55 - Modelo atômico de Rutherford
Figura 56 - A infância
86
Fonte: Próprio autor e colaboradores.
Nos dois próximos quadrinhos podemos ver na figura 58, Rutherford e Bohr
juntos sentados no banco e no outro os dois apertando as mãos simbolizando a
amizade que foi construída entre eles. Pelo que parece esta amizade é uma inspiração
para ele e, através da ideia do átomo postulada por Rutherford, ele expande por assim
dizer a ideia do átomo de Rutherford (LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS E TORT,
2014; MELZER E AIRES, 2015).
Fonte: Próprio autor e colaboradores
Bohr propôs que haveria certos níveis de energia quantizada nas camadas
eletrônicas, o que não permitiria ao átomo se colapsar. Podemos ver o que Rutherford
não conseguia explicar, isto é, se o elétron perdesse sua energia ele seria atraído pelo
núcleo, assim a matéria iria se colapsar (LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS E TORT,
2014; MELZER E AIRES, 2015, KOTZ, 2015).
Figura 57 - Tensão superficial da água
Figura 58 - Rutherford e Bohr
87
Encerrando este último arco trazemos a representação do modelo atômico de
Bohr, o qual era constituído de um núcleo central pequeno e positivo no qual estava
concentrada toda a massa atômica, e ao redor haviam elétrons realizando
movimentos circulares veja a figura 59 (LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS E TORT,
2014; MELZER E AIRES, 2015, KOTZ, 2015).
Fonte: Próprio autor e colaboradores
Figura 59 - Modelo atômico de Bohr
88
9. CONCLUSÃO E PERSPECTIVAS FUTURAS
Percebemos que os resultados deste trabalho foram satisfatórios de acordo
com a nossa proposta. Por exemplo, discutimos as HQs produzidas como linguagem
multimodal, discutindo a evolução dos modelos atômicos, mostrando que a história da
ciência é fundamental na conexão desses processos. O desenvolvimento do material
auxiliar – as HQs – correspondem a uma das partes principais desse trabalho, pois
por meio delas, trabalhos a história da química de uma forma que possa ser
interessante, uma abordagem diferente, como discutidos nos referencias teóricos.
Ressaltamos que em nenhum momento desvalorizamos outros métodos de
ensino, apenas sugerimos mais um, para dinamizar as aulas de umas das disciplinas
que são consideradas difíceis e bastante abstrata, como a química é. Assim, as
ilustrações e os multimeios fazem parte importante que ajudam nesse processo de
entender as abstrações e uma boa alternativa para contribuir no processo de ensino
e aprendizagem.
Não podemos negar, houve bastante dificuldade no processo de criação das
ilustrações. O processo de esboço, a finalização digital que contou com participação
de outros integrantes do projeto é bastante demorada, então, sempre gera apreensão.
Mas, não perdermos as perspectivas de continuar as ilustrações na área de história
da química, discutir o modelo quântico atual por meio de quadrinho como perspectiva
futura, será uma dificuldade posta, que iremos articular a melhor forma, ao nosso ver,
de contribuirmos para a elucidação desses conceitos. Assim, esperamos continuar
com essa linha de pesquisa, e produzir frutos bons para o ensino da química, que
possa ajudar a torna-la cada vez mais próxima dos estudantes.
89
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94
11. APÊNDICE
De onde veio a ideia de átomo?
A história afirma que foi na Grécia. Mais não se sabe ao certo que o propôs a ideia.
do átomo à uma incerteza em relação a quem introduziu o termo átomo (FRAZÃO,
2019).
A EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS
O ATOMISMO: REFERENTE A ESCOLA ATOMISTA
95
Leucipo e Demócrito formulou os primeiros ensinamentos sobre o atomismo, que
foram fortemente criticadas por Aristóteles (384-322 a.C), que não aceitava essa
teoria, pois para ele a ideia atomista só considerava a característica material, e o
mesmo era incapaz de explicar o que se chama atualmente, para Filgueiras (2004, p.
39), “mudanças nas substâncias, transformações químicas”. A teoria atômica foi
reelaborada por Epicuro e os seguidores do epicurismo. Lucrécio retoma essa ideia
por volta do século I a.C. Desta forma, houve uma complementação da filosofia de
Leucipo e Demócrito sobre todas as ideias fundamentais que configuram o atomismo
(FILGUEIRAS, 2004).
Alguns dos filósofos que são classificados como pré-socráticos, abrangendo a escola
jônica, itálica, eleática e (nosso foco) a escola atomista de Leucipo e Demócrito, se
preocupavam com a elaboração de uma cosmologia, na medida em que procuravam
o raciocínio lógico do universo, e não mais de uma explicação baseada em relatos
96
mitológicos. Cada filósofo descobre um fundamento, uma unidade que possa explicar
a pluralidade do mundo.
Mais a nossa história não se acaba por aqui. Vamos ver
um pouco sobre eles Leucipo e Demócrito?
VAMOS COM LEUCIPO?
Leucipo nasceu certamente na cidade de Mileto, mas alguns historiadores relatam que
poderia ter sido na cidade de Eléia ou Abdera, viveu no período entre 500 a.C e 430
97
a.C. Seus mestres podem ter sido Zenão e Melisso. Aristóteles declara que é o autor
da teoria dos átomos, e que foi desenvolvida e estruturada por demócrito (SOUZA,
1996; FILGUEIRAS, 2004).
98
O rapaz já estava cansado de tanto quebrar a pedra. Você
pensa que acabou?
99
Leucipo afirma que todo o universo era feito por átomos, ausentando-se a intervenção
divina no esclarecimento do princípio de todas as coisas. O posicionamento de
Leucipo era que os indivíduos não acreditava no vácuo, para Leucipo o vácuo
significava o não-ser quer dizer que haveria a ausência de átomos, e os espaços que
não estava vazio seria o agrupamento de átomos (FILGUEIRAS, 2004; VIANA E
PORTO, 2007; DIOGO, 2016; FRAZÃO, 2019).
VAMOS COM DEMÓCRITO?
Demócrito nasceu na cidade de Abdera e viveu no período de 460 a.C e 370 A.C,
sendo discípulo de Leucipo e posteriormente o substituiu na coordenação da escola
de Abdera. Nesta cidade citada anteriormente a filosofia de Demócrito, foi desprezada
por muito tempo. Deixou também uma vasta produção de escritos (SOUZA, 1996).
Segundo Souza (1996), não podemos distinguir o que se deve a Demócrito e a
Leucipo, pois poderiam ser da autoria deles ou de outros discípulos da escola.
100
O ÁTOMO PARA DEMÓCRITO:
Demócrito estudou várias áreas do conhecimento como astronomia, linguística,
música, filosofia, física, matemática e étnica. Demócrito acreditava que os corpos
eram constituídos por fragmentos de matéria. Aprimorou a “teoria atomista”
estabelecida por Leucipo, em que todos os elementos do nosso universo são
constituídos por átomos, elementos indivisíveis, maciços e indestrutíveis. Assim, estas
entidades seriam contempladas apenas pelo pensamento, sendo impossível interagir
por intermédio dos sentidos (VIANA E PORTO, 2007; FILGUEIRAS, 2004; DIOGO,
2016; FRAZÃO, 2019).
101
ANOS DEPOIS:
VAMOS COM JOHN DALTON?
John Dalton nasceu em Eaglesfield. Viveu no período de 1766 a 1844 na Inglaterra.
Oriundo de família humilde, sempre se dedicou aos estudos, mesmo não tendo nível
superior sempre se mostrou um excelente aluno, principalmente em matemática. Por
causa das dificuldades financeiras de sua família, ele começou a trabalhar desde cedo
em algo que gostava muito: ensinar. Começou bem jovem aos 12 anos de idade, e
ele mesmo criou uma escola que funcionava no paiol (uma espécie de depósito) de
sua casa e posteriormente passou a ministrar essas aulas no salão do Quakers, uma
religião da época em que sua família fazia parte. Por motivos não explicados, sua
RETOMADA DO MODELO ATÔMICO NO
SÉCULO XVIII E XIX
Deste pensamento filosófico nasce um grande movimento que perdura por séculos e que é retomada séculos mais tarde quando se é necessário explicar as concepções da matéria que nos cerca. Nesse momento, o ponta pé inicial dado por Dalton, foi de fundamental importância para chegarmos no lugar em que estamos hoje.
102
escola durou pouco tempo e Dalton se dedicou então a estudar grego, latim, filosofia
natural e francês (FILGUEIRAS, 2004; PORTO E VIANA, 2007; FRAZÃO, 2019).
Em 1781, Dalton e seu irmão Jonathan foram chamados pelo seu primo para lecionar
Matemática e línguas antigas e modernas na escola de Kendal. Nesses doze anos
que ficou em Kendal, Dalton se dedicou às outras áreas do conhecimento, como:
Zoologia e Botânica, e começou a fazer observações constantes sobre meteorologia.
Esse seu interesse neste último, o levou a estudar os gases (FILGUEIRAS, 2004;
PORTO E VIANA, 2007).
Podemos ver duas imagens demonstrando um problema de visão que o cientista tinha
chamado de discromatopsia, vale ressaltar que foi o próprio Dalton que descreveu
sobre essa anomalia em 1794 (VESPUCCI, 2009).
Em 1781, Dalton e seu irmão Jonathan foram chamados pelo seu primo para lecionar
Matemática e línguas antigas e modernas na escola de Kendal. Nesses doze anos
que ficou em Kendal, Dalton se dedicou às outras áreas do conhecimento, como:
Zoologia e Botânica, e começou a fazer observações constantes sobre meteorologia.
103
Esse seu interesse neste último, o levou a estudar os gases (FILGUEIRAS, 2004;
PORTO E VIANA, 2007).
Dalton em 1793 lecionou em Manchester, no New College, onde ensinou Química
baseado no livro de Lavoisier. Depois de um tempo, ele deixou seu cargo e começou
a se manter por meio de aulas particulares, se aprofundando mais ainda nos seus
estudos sobre meteorologia, que era sua paixão. Ao dar continuidade aos seus
estudos, Dalton começou a formular a teoria das misturas dos gases, isso partindo de
um estudo inicial dos mesmos (FILGUEIRAS, 2004; PORTO E VIANA, 2007).
É válido notar que na época não se sabia ao certo se os gases da atmosfera estavam
misturados, ou eram formados por ligações químicas. Dalton realizou diversas
observações em vários locais distintos, e chegou à conclusão de que a composição
do ar era praticamente a mesma. Anos depois, Gay-Lussac mostrou que a
percentagem da atmosfera era constante, até em alturas consideráveis. Ao estudar
sob Newton, Dalton concedeu sua ideia de que a atmosfera era constituída por uma
mistura de gases. Na época, não se tinha o conhecimento de espécies diatômicas,
então Dalton considerava que a água era constituída pela proporção 1:1 de hidrogênio
e oxigênio. Filgueiras (2004, p. 41) diz: ‘’A ciência progride não a partir de dados
experimentais, mas sim de uma ideia concebida previamente pelo cientista e só então
testada à luz da experiência.’’ Deste modo, percebe-se que a ciência não é absoluta,
universal, mas é humana, e aprimorada com os seus erros (MOURA, 2014).
A partir das observações feitas dos gases, Dalton formulou o que se chama
atualmente de Lei das pressões parciais. E por meio da lei das proporções múltiplas
existente, mostrou que há uma relação entre os pesos dos elementos. Dalton já incluía
a noção de “partículas últimas” ou “átomos”, quando nos seus escritos mostrou “pela
104
primeira vez os símbolos atômicos, fórmulas atômicas e pesos relativos’’ (PORTO E
VIANA, 2007 p. 42).
Dalton traz os princípios que ele define como as características dos átomos, os quais
são: os átomo são partículas indivisíveis e indestrutíveis; os átomos iguais, possuem
massas iguais, e átomos diferentes possuem massas diferentes; eles se organizam
para formar compostos químicos e obedecem certas proporções em números inteiros.
A partir daí, essa teoria começou a ser usada para explicar os estudos feito por Dalton
e outros fenômenos (FILGUEIRAS, 2004; VIANA E PORTO, 2007).
A teoria atômica de Dalton não teve uma aceitação por
todos da comunidade científica. Mais mesmo com essa
dificuldade na aceitação do modelo proposto por Dalton,
levou aproximadamente 100 anos para emergir uma nova
teoria atômica e um novo do modelo atômico, ao qual J.J
Thomson e seus colaboradores foram os responsáveis
105
VAMOS AGORA COM J. J. THOMSON?
Joseph John Thomson nasceu em Cheetham Hill na Inglaterra, viveu no período de
1856 à 1940 e seu pai era livreiro e editor. Thomson passou grande parte de sua vida
em Cambridge. Ele ingressou na Universidade de Cambridge e conseguiu bolsa de
estudo em Matemática (LOPES, 2009; LOPES E MARTINS, 2009).
Ao iniciar sua carreira em Manchester, ingressou no Owens College aos 14 anos para
estudar engenharia, por sugestão de seu pai. Estudar em Owens foi um período
marcante em sua vida, pois determinou sua carreira. Isso, porque ele se sentia
cativado pelos docentes. A química, física e a matemática lhe chamavam à atenção
em especial. Thomson até trabalhou em uma das áreas de seus interesses, que era
a das combinações químicas. Foi em Owens também que Thomson teve seu primeiro
contato com os trabalhos de Maxwell sobre eletricidade e magnetismo (LOPES, 2009;
LOPES E MARTINS, 2009). O trabalho concebido por Thomson sobre o átomo, teve
suas ideias iniciais baseadas no trabalhos de Dalton.
106
OS TUBOS DE RAIOS CATÓDICOS (TUBO DE CROOKES):
Em seus experimentos com os tubos de crookes, Thomson utilizava estes tubos com
gases, e neles aplicavam uma diferença de potencial. É válido ressaltar que dentro
desses tubos, os gases eram submetidos a vácuo, ou seja, a pressão dentro deste
sistema era extremamente pequena, ocasionando que quando ligado formava-se um
pequeno feixe de luz dentro do tubo, que se propagava retilineamente do catodo (pólo
negativo) ao ânodo (pólo positivo). E quando submetida a duas placas condutoras,
essas produziam um campo elétrico uniforme que desviava o feixe de luz sempre para
placa que era carregada positivamente. Já quando os mesmos estavam desligados,
o feixe passava de forma direta pelas duas placas (esse procedimento está ilustrado
na imagem a seguir). Ele determinou que essa corrente era portadora de cargas
negativas e com carga muito menor que qualquer átomo de elemento conhecido,
sendo assim uma partícula muito menor que o átomo (CARDOSO, 2016; FELTRE,
2004; MARTHA REIS, 2013).
107
MODELO PROPOSTO POR THOMSON:
A partir desses dados de destaque, Thomson estabeleceu a ideia de quê existência
da partícula de carga elétrica negativa viria do átomo. Ao testar quatro gases
diferentes e utilizar três metais distintos na constituição do eletrodo, ele encontrou o
mesmo valor para a razão massa/carga. Assim, por meio de suas pesquisas, Thomson
defendia que os átomos seriam constituídos pelos mesmos tipos de corpúsculos,
independente do elemento. Em seu artigo de 1897, ele propôs como esses
corpúsculos estavam espalhados nos átomos. Desta forma, o átomo para Thomson
seriam corpúsculos positivos estáveis, misturados com corpúsculos menores de carga
negativa que estão firmemente fixos nos corpúsculos positivos, submetidos a uma
atração mútua (LOPES, 2009; LOPES E MARTINS, 2009; KOTZ, 2015).
108
VAMOS COM JOHN ERNEST RUTHERFORD?
Ernest Rutherford nasceu na cidade de Nelson na Nova Zelândia, viveu no período de
1871 a 1937. Ele estudou no Nelson College e no Canterbury College que se situavam
na Nova Zelândia. Escreveu uma tese sobre magnetização para receber o título de
bacharel em ciências (MARQUES, 2006; CALUZI e MARQUES, 2003; LOPES, 2009).
MODELOS ATÔMICOS MODERNOS
Os modelos não são substituídos de imediato, eles também são
aprimorados. O modelo de Thomson levou aproximadamente 13
anos. Algo que reforçou que o átomo era composto por partículas
ainda menores, foram os estudos com radioatividade iniciado por
Henri Becquerel, Marie Curie e Pierre Curie. Com a descoberta das
partículas alfa, e do que se chama hoje de radiações beta e gama,
era necessário entender melhor como essas partículas e radiações
se encaixavam no átomo. Rutherford que também trabalhou com
radioatividade sugeriu um novo modelo para o átomo, ou seja, um
novo arranjo em que ele explica essa organização do átomo (KOTZ,
2015; CARVALHO, 2010, LOPES, 2009).
109
Depois de certo tempo, Rutherford foi para Universidade de Cambridge onde recebeu
bolsa de estudo. Ele trabalhou com J. J. Thomson em Cambridge “na criação de tubos
de descarga de gás no estudo dos raios X” (MARQUES, 2006, p.43; LOPES, 2009).
Em torno de 1898 Thomson recomendou que Rutherford fosse professor de física
experimental na Universidade de McGill. Um dos primeiros trabalhos de Rutherford
em McGill foi quando ele distinguiu dois tipos de radiação vindos do urânio, a radiação
alfa (𝛼) e beta(𝛽) (MARQUES, 2006; LOPES, 2009; PENA 2009; KOTZ, 2015).
Ao fazer experimento com o Tório, ele percebeu que quando alguma substância era
colocada na presença do mesmo por certo tempo, essa substância se tornava
radioativa. Rutherford ao fazer suas pesquisas trabalhou com Frederick Soddy,
explicando diversas propriedades do elemento Tório X. Soddy ao voltar para a
Inglaterra trabalhou com William Ramsay mostrando “que o átomo de hélio estava
presente nas emissões do brometo de rádio” porém não sabiam, “se o hélio era um
produto final do rádio ou surgia em alguma fase das emissões” (MARQUES, 2006,
p.52). Criou-se um consenso posteriormente, sendo que essas partículas de íons
hélio, eram as alfa. Rutherford repara num ponto muito importante no trabalho do casal
Curie sobre o rádio. Esse elemento, ao liberar as partículas alfa no ar, percebia-se
que elas eram facilmente absorvidas pela matéria, ou seja, as partículas alfa não
tinham um poder alto de penetrar os materiais (MARQUES, 2006; LOPES, 2009).
110
EXPERIMENTO DA FOLHA DE OURO:
Numa conferência da Royal Society em 1904, aparece um instrumento de suma
importância para os estudos posteriores de Rutherford, uma espécie de eletroscópio
que mede a atividade beta e gama. Marques (2006, p.55) descreve que “uma lâmina
de alumínio no fundo do eletroscópio absorve as partículas alfa, mas permite ques as
partículas beta e radiação gama passem livremente”. Dessa forma, esse equipamento
seria de grande utilidade para as pesquisas futuras com as partículas alfa, beta e
gama.
Ao realizar os experimentos com a lâmina de ouro, Hans Geiger e Marsden publicaram
esses resultados em um artigo em 1909. Eles observaram os desvios que aconteciam
com as partículas alfa. Baseado nesses dados, Rutherford escreveu um artigo em
1911 com o título “O Espalhamento das partículas alfa e beta na Matéria e a Estrutura
do Átomo” (MARQUES E CALUZI, 2003, p.3). Assim, nesta publicação ele discute os
dados de Geiger e Marsden e reforça com cálculos para explicar os desvios das
partículas e “conclui que o átomo é o responsável por esse fenômeno” (MARQUES e
CALUZI, 2003, p.3 grifo nosso).
MODELO PROPOSTO POR RUTHERFORD:
É nesse momento que surge a noção do átomo com núcleo positivo e com elétrons o
circulando com números igual ao número de carga positiva. Ressalta-se também as
111
proporções pequenas dessa nova concepção da estrutura da matéria, além dos
espaços vazios que haveria entre os mesmos (MARQUES e CALUZI, 2003;
MARQUES, 2006). Nessa discussão, surge então o modelo atômico de Rutherford, o
qual elucida algumas propriedades fundamentais da matéria. Esse modelo tem seus
fundamentos baseados em suas pesquisas com as radiações 𝛼, 𝛽 e 𝛾, e explica o
porquê dos desvios sofridos quando a lâmina era bombardeada com as radiações.
Para fins didáticos algumas analogias são feitas, como modelo planetário entre outros,
porém em nenhum momento, isso é usado por Rutherford (DINIZ E FURLANI, 2016).
Esse modelo não levou mais de uma década, pois mesmo com os
cálculos de Rutherford, era necessário ter algo que deixasse o átomo
mais pesado, para dar conta da massa real do átomo, a qual não era
representada pelos seus cálculos. Outro fato são os choques teóricos
com a física da época, já que os elétrons circulam em torno do núcleo
que tem carga positiva e o elétron com carga negativa, porque não
haveria um colapso do núcleo? considerando que a carga positiva
atrairia a negativa e vice-versa. Alguns esclarecimentos sobre a massa
atômica vieram quando James Chadwick descobriu que haveria mais
uma partícula no núcleo, a partícula de carga neutra, isso ocorreu por
volta de 1932 (PENA, 2009; KOTZ, 2015).
112
VAMOS COM NIELS BOHR?
Niels Henrik David Bohr nasceu em Copenhague na Dinamarca, viveu no período de
1885 a 1962, seu pai era professor de psicologia e sua mãe pertencia a uma
importante família de Judeus da Dinamarca. Niels teve uma ótima educação
juntamente com seus irmãos (LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS E TORT, 2014;
MELZER E AIRES, 2015).
Na Universidade de Copenhague, Bohr estudou matemática, química, física e
astronomia. Bohr fez graduação, mestrado e doutorado em Copenhague por volta de
1911. Sua tese de doutorado foi continuação de sua tese de mestrado em que ele
descreve teoricamente o comportamento dos elementos e de suas propriedades nos
metais. Como encontrou muitas dificuldades para um tratamento de dados coerente
baseado na física da época, ele percebeu que era necessário a ruptura com a física
clássica. Assim ele se interessou bastante pelo trabalho de Planck, que tratava de
teoria quântica, e que seria um dos caminhos possíveis que ele poderia seguir
(LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS E TORT, 2014; MELZER E AIRES, 2015).
113
Bohr, através dos seus cálculos sobre a tensão superficial da água e foi premiado com
a medalha de ouro da Sociedade Científica Dinamarquesa (FRAZÃO, 2019).
Bohr em Manchester encontra com Rutherford que, pelo que parece, é uma inspiração
para ele. Após algum tempo a estadia de Bohr em Manchester é firmada e Bohr
aprofundou seus estudos sobre radioatividade. Neste trabalho, Bohr expande por
assim dizer a ideia do átomo de Rutherford. (LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS E
TORT, 2014; MELZER E AIRES, 2015).
114
MODELO PROPOSTO POR BOHR:
Bohr publicou uma trilogia em 1913 “SOBRE A CONSTITUIÇÃO DE ÁTOMO E
MOLÉCULAS” inspirados nos trabalhos anteriores de Rutherford (MELZER E AIRES,
2015, p. 74). Assim, o átomo para Bohr era constituído de um núcleo central pequeno
e positivo no qual estava concentrada toda a massa atômica, e ao redor haviam
elétrons realizando movimentos circulares. Propôs também que haveria certos níveis
de energia quantizada nas camadas eletrônicas, o que não permitiria ao átomo se
colapsar. Ele realizou cálculos de espectros de linhas e níveis de energia para o átomo
de Hidrogênio, cabendo perfeitamente a explicação somente para este átomo. Para
os demais átomos diferentes do hidrogênio, as explicações falharam, porém não deixa
de ser de suma importância a pertinência de seus estudos. Esse foi o modelo atômico
de Bohr (LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS E TORT, 2014; MELZER E AIRES,
2015, KOTZ, 2015).
Bohr publicou uma trilogia em 1913 “SOBRE A CONSTITUIÇÃO DE ÁTOMO E
MOLÉCULAS” inspirados nos trabalhos anteriores de Rutherford (MELZER E AIRES,
2015, p. 74). Assim, o átomo para Bohr era constituído de um núcleo central pequeno
e positivo no qual estava concentrada toda a massa atômica, e ao redor haviam
elétrons realizando movimentos circulares. Propôs também que haveria certos níveis
de energia quantizada nas camadas eletrônicas, o que não permitiria ao átomo se
colapsar. Ele realizou cálculos de espectros de linhas e níveis de energia para o átomo
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de Hidrogênio, cabendo perfeitamente a explicação somente para este átomo. Para
os demais átomos diferentes do hidrogênio, as explicações falharam, porém não deixa
de ser de suma importância a pertinência de seus estudos. Esse foi o modelo atômico
de Bohr (LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS E TORT, 2014; MELZER E AIRES,
2015, KOTZ, 2015).
É válido ressaltar nessa trilogia que neste momento Bohr fala de possibilidades que a
física clássica não daria conta de explicar, necessitando de novos conceitos e
Rutherford incentivou Bohr nessa trilogia. Assim Melzer e Aires (2015) citando Bohr
(1963, p.133) diz que:
Seguindo a teoria de Rutherford, supomos que os átomos do elementos são
formados por um núcleo carregado positivamente rodeado por um enxame
de elétrons. No núcleo está concentrada a parte essencial da massa do
átomo, sendo as suas dimensões lineares extremamente pequenas em
comparação com as distâncias entre os elétrons que o rodeiam. (...)
Postularemos que os elétrons estão dispostos em intervalos angulares iguais,
rodando sobre anéis coaxiais em torno do núcleo. Como fim de determinar a
frequência e dimensões dos anéis empregaremos a hipótese principal do
primeiro artigo, ou seja: que, no estado permanente de um átomo, o momento
angular de cada elétron em torno do centro da sua órbita é igual ao valor
universal h/2, sendo h a constante de Planck.
Para Bohr, era necessário a introdução de novos conceitos, para a descrição dos
espectros que os elementos deixavam. No mesmo texto, Melzer e Aires (2015) apud
Bohr (1963, p.195) traz que “Para se aplicarem os resultados obtidos por Planck é,
portanto, necessário introduzir novas hipóteses sobre a emissão e absorção de
radiação por um sistema atômico”. Desse modo, Bohr desperta de tal forma a
curiosidade do mundo científico, que vários estudiosos do mundo todo se
interessaram muito pelo seu trabalho. Sua marca científica estava posta, e a
importância dos seus estudos sendo um marco histórico na evolução científica, nos
mostrando o avanço científico não linear, mas sim competindo uns com os outros no
seu espaço específico e “posto à prova pela comunidade científica” (MELZER E
AIRES, 2015, p. 76; LOPES, 2009; PARENTE, SANTOS E TORT, 2014).
116
FIM!!!
Senhor narrador. E
o modelo atômico
quântico atual?
Isso só veremos nas
próximas HQs.
Aguarde um
pouquinho!
