Química Molecular

Introdução

Este é um programa feito em Javascript que permite explorar alguns aspetos da química

molecular, como a utilização de símbolos e fórmulas químicas para representar moléculas,

a geometria molecular ou as valências atómicas. Permite a utilização pelo professor, na sala

de aula, ou pelos alunos, em casa. Para ser utilizado basta abrir o ficheiro moleculas.html

com um browser atualizado ou aceder a esta página. O programa funciona melhor em

modo ecrã completo (na maior parte dos browsers acede-se a este modo na tecla F11).

Qualquer comentário, sugestão ou correção poderá ser enviada para

ricardo.rsr.rodrigues@gmail.com.

Suporte

O programa usa o elemento “canvas” do html, não sendo preciso fazer qualquer

instalação. Vários browsers suportam o elemento“canvas” como o Chrome, o Firefox ou o

Opera. O Microsoft Internet Explorer 9 e posteriores também aceitam, mas versões

anteriores não conseguem correr o programa.

Utilização

Na opção principal o programa permite a construção de moléculas simples. Existe uma

parte do ecrã (zona a cinzento) que representa um recipiente onde esquematicamente se

estuda química (Figura 1). Os átomos que são representados por esferas de cores diferentes

podem ser arrastados do painel da direita para o recipiente.

Aproximando os átomos uns dos outros eles podem formar moléculas.

A visualização de moléculas pode ser feita em dois modos diferentes, o Modo Planificação e

o Modo Geometria Molecular. A Figura 2 mostra duas imagens de uma molécula no Modo

Planificação, sendo que a molécula da direita está selecionada.

Figura 1

Figura 2

A Figura 3 mostra duas imagens da mesma molécula mas no Modo Geometria Molecular. A

molécula da direita está selecionada. Repare que neste modo a ordem das ligações não é

visível.

No Modo Geometria Molecular estão disponíveis apenas 5 geometrias (Figura 4)

• Geometria Linear

• Geometria Angular

• Geometria Triangular

• Geometria Piramidal

• Geometria Tetraédrica

Figura 3

Figura 4

A forma como se interage com as moléculas depende do modo em que as moléculas se

encontram.

No Modo Planificação podemos:

• Mover as moléculas – clicando num dos átomos dos extremos e arrastando

• Eliminar as moléculas – arrastando a molécula para o painel da direita

• Duplicar a molécula – quando está selecionada, clicando na opção “2x”

• Acrescentar átomos se as valências atómicas o permitirem – aproximando átomos

isolados da molécula

• Alterar a ordem das ligações se as valências atómicas o permitirem – clicando na

ligação

• Dissociar átomos da molécula – clicando na ligação que une o átomo à molécula até

o átomo se separar (pode ser necessário clicar 3 vezes)

• Converter a molécula para o Modo Geometria Molecular – clicando no átomo central

e escolhendo a geometria pretendida (Figura 5), se a molécula tem mais do que um

átomo central é necessário selecionar a geometria para cada átomo central

◦ No caso de moléculas constituídas por três átomos, pode-se usar o menu para

escolher a geometria linear ou a geometria angular, mas há outra forma.

Deixando as moléculas no Modo Planificação como na Figura 6, o progama

Figura 5

assume as geometrias linear e angular para as moléculas.

No Modo Geometria Molecular podemos:

• Mover as moléculas – clicando no quadrado verde, quando a molécula está

selecionada e arrastando

• Eliminar as moléculas – arrastando a molécula para o painel da direita

• Duplicar a molécula – quando está selecionada, clicando na opção “2x”

• Converter a molécula para o Modo Planificação – Clicando no quadrado vermelho,

quando a molécula está selecionada

O Menu Inicial do programa mostra cinco opções (Figura 7).

Figura 7

Figura 6

Selecionando a opção Praticar, o programa coloca uma de cinco possíveis questões, para o

estudante resolver.

• Questão 1: Representar a fórmula química de moléculas ou átomos que aparecem

no ecrã.

• Questão 2: Representar moléculas ou átomos esquematicamente a partir da sua

fórmula química.

• Questão 3: Contar átomos que constituam moléculas representadas

esquematicamente.

• Questão 4: Calcular o número de átomos que constituam moléculas representadas

através de fórmulas químicas.

• Questão 5: Contagem de moléculas representadas esquematicamente.

A Figura 8 mostra uma imagem do ecrã em que o estudante tem que resolver uma questão

do tipo 2.

Figura 8

Depois de construirmos as moléculas necessárias verificamos se a resposta está correta

carregando no butão OK ou premindo a tecla Enter. Se a resposta estiver incorreta o

programa corrige-a.

Existem três modos de resposta

1. A resposta tem de incluir o número correto de moléculas ou átomos em que a

valência de cada átomo e a geometria de cada molécula são respeitadas. Este é o

modo que surge por defeito.

Como a valência de cada átomo tem de ser respeitada, os alunos têm de usar a regra

do octecto para determinar essa valência. No caso do enxofre, a regra não é

respeitada na maior parte dos casos, por isso, os alunos podem saber qual a valência

do enxofre em cada molécula clicando na fórmula química da molécula (Figura 9).

2. A resposta tem de incluir o número correto de moléculas ou átomos em que a

valência de cada átomo é respeitada, mas a geometria das moléculas não é exigida.

Neste modo, o programa indica quais as moléculas com a geometria incorreta, mas

considera a resposta correta se a incorreção for apenas relativa à geometria das

moléculas.

3. A resposta tem de incluir o número correto de moléculas ou átomos, mas a valência

da cada átomo ou a geometria molecular não têm de ser respeitadas. Neste modo, o

programa indica quais as moléculas com a valência atómicas ou geometria

Figura 9

incorretas, mas considera a resposta correta se a incorreção for apenas relativa às

valências atómicas ou geometria das moléculas. Neste modo assume-se que os

alunos não conhecem a regra do octeto que lhes permite determinar a valência de

cada átomo, apesar disso como o programa indica as moléculas em que a valência

está incorreta, os alunos podem saber qual a valência de cada átomo clicando na

fórmula química da respetiva molécula (Figura 10).

Na parte inferior do ecrã (Figura 11) existem algumas opções.

• Podemos selecionar o tipo de composto envolvido nas questões (átomos, moléculas

ou ambos).

• Podemos filtrar o tipo de questões que é feito.

Figura 11

Figura 10

• É possível escolher entre substâncias únicas ou misturas de substâncias para as

questões como por exemplo na Figura 12, onde o estudante tem de escrever as

fórmulas químicas de três compostos diferentes.

• Pode-se selecionar um teclado virtual para usar no quadro interativo.

• Pode-se ativar os modos de resposta com permissividade relativa às valências

atómicas e geometria molecular.

Figura 12

Nota sobre as correções das questões 1

Nas questões em que é necessário escrever as fórmulas químicas, o programa não exige

que a ordem dos átomos na fórmula seja a convencionada. Ou seja, são aceites como

fórmula química do amoníaco NH3 e H3N. A exceção a isto são os casos da água (apenas H2O

é aceite) e dos compostos orgânicos em que a ordem aceite é átomo de carbono, átomo de

hidrogénio e os restantes por ordem alfabética.

Na opção Testar Conhecimentos do menu inicial o programa iniciará um teste de dez

perguntas aleatórias que o estudante responderá como da mesma forma que a anterior

exceto que agora as respostas incorretas não serão corrigidas.

No início do teste, pode-se selecionar se queremos misturas incluídas e qual o modo de

resposta a considerar na correção. No final um resumo das respostas será apresentado.

Na opção Representação Livre poderemos representar moléculas sem haver nenhuma

questão para resolver. Esta opção é útil para o professor usar na aula com o quadro

interativo e mostrar compostos à escolha.

Na opção Aprender é apresentado um breve resumo das regras da escrita das fórmulas

químicas.

Sempre que o programa é iniciado, as cores de cada átomo são escolhidas aleatoriamente,

No caso de querer escolher as cores pode fazê-lo na opção Selecionar Cores.

Ficha Técnica

Material construído em Javascript

Imagens feitas em Gimp e PyMol

Autor: Ricardo Sousa Rodrigues

Este trabalho está publicado de acordo com uma licença Creative Commons Attribution-

NonCommercial 3.0 Unported License.