• Identificar os elementos químicos encontrados na natureza e conhecer os que são adquiridos artificialmente;

• Identificar as características dos elementos químicos citados no decorrer da aula.

150 minutos

Para o desenvolvimento desta aula é necessário que os alunos tenham conhecimento acerca dos seguintes assuntos:

• Sistemas químicos;

• Estrutura geral dos átomos;

• Números quânticos;

• Tabela Periódica.

AMBIENTE 1/ATIVIDADE 1: Sala de Aula

PREPARAÇÃO DO AMBIENTE:

Para esta atividade, recomenda-se a utilização dos seguintes recursos: cadernos, lápis/canetas, além de amostras das próprias substâncias ou de materiais que em suas composições possuam os seguintes elementos químicos:

1. Hidrogênio – água de torneira;

2. Sódio - sal de cozinha;

3. Ferro – barras de ferro;

4. Prata - jóias, moedas;

5. Mercúrio – termômetro, pilhas, bateria de celular;

6. Alumínio – panelas;

7. Carbono - diamante, grafite;

8. Fósforo - palitos de fósforos;

9. Nitrogênio – solo;

10. Oxigênio – bexiga cheia de ar;

11. Flúor – creme dental.

12. Potássio – vidro cristal.

 

DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE

Sugere-se ao professor que solicite aos alunos que se dividam em seis grupos. Em seguida, o docente explicará que cada grupo irá receber dois materiais produzidos a partir de elementos químicos, que serão os elementos citados no campo: “Preparação do Ambiente”. A partir disso, o professor irá propor aos grupos que observem e analisem em que estado físico se encontra os materiais de sua responsabilidade e quais são os elementos químicos que os compõe, localizando esses na tabela periódica. O docente informará que será necessário anotar tudo o que for analisado, uma vez o resultado dessa atividade será apresentado ao restante da turma.

Para o desenvolvimento dessa atividade os materiais deverão estar identificados por legendas que sejam curiosidades sobre o elemento principal que constitui os materiais, conforme exemplo abaixo:

Material	Legenda
Água de torneira	Gás incolor, inodoro e constitui aproximadamente 75% da massa elementar do universo
Sal de cozinha	Abundante na natureza, encontrado no mineral halita, se oxida com o ar, reage com a água
Barras de ferro	É o quarto elemento mais abundante da crosta terrestre, é extraído da natureza sob a forma de minério
Jóias, moedas	É estável em ar puro e água, mas recobre-se de uma película de oxidação quando exposto ao ozônio, gás sulfídrico ou ar com enxofre. Por causa disso e do fato de que ela é muito maleável para ser usada em joalheria na sua forma pura
Termômetro, pilhas, bateria de celular	É um líquido prateado que na temperatura normal é metal e inodoro, é um produto perigoso quando inalado, ingerido ou em contato, causando irritação na pele, olhos e vias respiratórias
Panelas	É muito maleável, muito dúctil, apto para a mecanização e fundição, além de ter uma excelente resistência à corrosão e durabilidade devido à camada protetora de óxido
Diamante, grafite	Dependendo das condições de formação, pode ser encontrado na natureza em diversas formas alotrópicas: carbono amorfo e cristalino, em forma de grafite ou ainda diamante
Palitos de fósforos	Único macronutriente que não existe na atmosfera, se não unicamente quando encontrado em forma sólida nas rochas
Solo	É o principal componente da atmosfera terrestre, este elemento chega ao solo através de compostos orgânicos (restos vegetais e animais) e/ou inorgânicos
Bexiga cheia de ar	Sua principal utilização é como oxidante, devido à sua elevada eletronegatividade
Creme dental	Sempre se encontra combinado na natureza e tem afinidade por muitos elementos, especialmente o silício, não podendo ser guardado em recipientes de vidro
Vidro cristal	É um elemento muito maleável, pode ser cortado facilmente com uma faca. Tem um ponto de fusão muito baixo, reage violentamente com a água, desprendendo hidrogênio, podendo inflamar-se espontaneamente em presença desta substância

Fonte: Todas as informações descritas sobre os elementos químicos acima foram retirados do site da Wikipédia:  http://pt.wikipedia.org/wiki/  Acesso em: 11/06/2011.

 

MOMENTO DO ALUNO

Neste momento, cada grupo irá analisar por meio de observação as características dos materiais. A seguir, os alunos localizarão os elementos constituintes dos materiais na tabela periódica. Ao visualizarem a tabela teremos os dados de massa, número atômica, o símbolo e o nome do elemento. Diante desses dados, os alunos deverão fazer a distribuição eletrônica dos elementos a fim de justificarem suas posições na tabela periódica. No caso de substâncias formadas por mais de um elemento químico, os alunos poderão ter dúvidas quanto à necessidade de descrever todos os elementos e ainda se há preponderância de um para o outro quando encontrados em um mesmo material. Neste caso, o professor poderá relembrar os conceitos de sistemas químicos, com uma visão geral das substâncias simples e compostas.

 

DISCUSSÃO

Os grupos deverão expor os materiais que lhes foram destinados, atentando para: elementos que constitui cada material, localização de cada elemento na tabela periódica, família ou grupo, o período, série e o número atômico. Durante a apresentação dos grupos o professor poderá propor os seguintes questionamentos para discussão:

• Quantos elementos químicos foram encontrados ao todo?

• Quais elementos químicos são comumente utilizados no dia-a-dia?

• Foram encontrados mais de um elemento químico nos materiais expostos? Para este caso como se classificam tais substâncias, aquela com um elemento apenas ou com mais de um?

• Como se deu as interpretações dos produtos com legendas ou aqueles industrializados que vieram apenas com os símbolos dos elementos?

• De que forma é possível saber a posição dos elementos químicos na tabela periódica?

 

SISTEMATIZAÇÃO

Para a formalização dessa atividade sugere-se que o professor desenhe no quadro uma tabela contendo as seguintes informações:

Nome do Elemento	Símbolo	Grupo	Massa Atômica	Número Atômico	Distribuição Eletrônica	Período e Família
Hidrogênio
Sódio
Ferro
Prata
Mercúrio
Alumínio
Carbono
Fósforo
Nitrogênio
Oxigênio
Flúor
Potássio

A partir dessa tabela o professor solicitará aleatoriamente aos alunos que preencham cada célula de uma vez, com os dados dos elementos químicos trabalhados no decorrer da atividade.

 

 

AMBIENTE 2/ATIVIDADE 2: Laboratório de Informática Educativa

PREPARAÇÃO DO AMBIENTE

●      Utilização de cadernos ou papel e lápis ou caneta para o registro das informações encontradas;

●      É importante que todos os alunos tenham acesso a uma tabela periódica, possivelmente encontrada nos próprios livros de química utilizados; 

●      Sugere-se a permanência da divisão da turma em seis grupos.

 

DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE

Utilizando a internet, os grupos pesquisaram sobre o histórico, as propriedades, objetivando obter o máximo de informações quanto às características dos elementos químicos, identificando as práticas realizadas com tais elementos em nosso cotidiano, pesquisando sobre os perigos de alguns elementos químicos para os seres vivos. Os elementos e sugestão de sites a serem trabalhados serão os seguintes:

Grupo 1 -   Plutônio - Z= 94; http://www.grupoescolar.com/materia/plutonio.html  Acesso em: 12/06/2011.

Grupo 2 -   Amerício - Z= 95; http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e09500.html Acesso: 12/06/2011.

Grupo 3 -   Califórnio - Z=98; http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e09800.html Acesso: 12/06/2011.

Grupo 4 - Meitnério - Z=109; http://www.tabela.oxigenio.com/metais_de_transicao/elemento_quimico_meitnerio.htm Acesso: 12/06/2011.

Grupo 5 -   Ununóctio - Z=118;  http://www.tabela.oxigenio.com/gases_nobres/elemento_quimico_ununoctio.htm Acesso: 12/06/2011.

Grupo 6 -   Mendelévio - Z=101; http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e10100.html Acesso: 12/06/2011.

 

MOMENTO DO ALUNO

Neste momento, em seus respectivos grupos, os alunos desenvolverão pesquisas sobre os elementos químicos artificiais expostos.

 

DISCUSSÃO

O professor poderá solicitar que cada grupo apresente todas as informações obtidas durante a pesquisa. Para cada elemento deverá ser exposto informações similares aos dados que seguem abaixo:

Exemplo: Plutônio

Foi produzido por B.B. Cunningham e L.B. Werner, em Agosto de 1942, ao isolarem cerca de um micrograma de Pu 239, no Laboratório Metalúrgico da Universidade de Chicago. Este fato fez do plutônio, o primeiro elemento sintético a ser obtido em quantidades visíveis, tendo aqueles investigadores conseguido isolar uma amostra de 2,77 microgramas, em 10 de Setembro desse ano.

Informação obtida no site: http://www.grupoescolar.com/materia/plutonio.html Acesso em: 13/06/2011

 

No momento da exposição das respostas, o professor deverá mediar à discussão de acordo com os possíveis entraves surgidos, apresentando os seguintes questionamentos:

 

●         Estes seis elementos químicos sintéticos são aplicáveis diretamente em nosso cotidiano?

●         Caso exista aplicação para alguns deles, de que forma são aplicados, em quais práticas?

●         O manuseio de tais elementos é uma ação perigosa?

●         De acordo com suas pesquisas, explicite, posicione um ponto de vista sobre a afirmativa a seguir: O homem como modificador do meio.

 

SISTEMATIZAÇÃO

Para realizar esse momento recomenda-se que o professor produza um texto comentando sobre as aplicabilidades e não aplicabilidades dos elementos: Plutônio, Amerício, Califórnio, Meitnério, Ununóctio e Mendelévio. Segue abaixo uma sugestão de texto:

 

  Aplicando os elementos

Após a descrição dos seis elementos químicos, quanto as suas características, histórico e aplicabilidade. É possível identificar que apenas três dos seis elementos químicos possuem aplicabilidades comprovadas, são eles: Plutônio, Amerício e Califórnio.

O Plutônio se destaca pelo uso em armas nucleares e na produção de energia nuclear, o Amerício é usado em estudos químicos e na produção do cúrio 244, que é produzido em quantidades da ordem do quilograma como uma fonte isotópica de energia e o Califórnio é muito útil como fonte portátil de nêutrons e pode ser usado em medicina, com fins radiológicos, ou em sondas espaciais, na análise de atividade de nêutrons das superfícies de outros planetas. Os demais, Meitnério, Ununóctio e Mendelévio não possuem aplicabilidade comprovada, uma vez que muitas vezes não se consegue produzir quantidades observáveis ou consideráveis por meios usuais para estudos e análises e em virtude das suas instabilidades. Para a obtenção desses elementos é necessário uma série de experimentos e análises de certas substâncias para a formação de características peculiares que identifiquem outros elementos, certos cuidados devem ser tomados em decorrência dos riscos que tal ação pode causar, tais como a radioatividade. A radioatividade resulta da instabilidade de tipos de átomos, que favorece a emissão de energia e partículas subatômicas que poderão de alguma forma denegrir a saúde humana. As medidas de proteção levam em conta os seguintes parâmetros: à distância e as barreiras entre o usuário (e a sua vizinhança) e a fonte emissora de radiação, e o tempo de exposição.

Fonte: Esse texto foi produzido a partir de informações pesquisadas na internet, nos seguinte sites:

http://www.tabela.oxigenio.com/actinidios/elemento_quimico_plutonio.htm Acesso em: 13/06/2011

http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e09530.html  Acesso em: 13/06/2011

http://estudarquimicanoces.blogspot.com/2010_06_01_archive.html  Acesso em: 13/06/2011

http://pt.wikipedia.org/wiki/Meitn%C3%A9rio Acesso em: 13/06/2011

http://www.tabela.oxigenio.com/gases_nobres/elemento_quimico_ununoctio.htm Acesso em: 13/06/2011

http://equimicos.blogspot.com/2010_06_01_archive.html  Acesso em: 13/06/2011

 

Observação: É importante que docente imprima o texto com fonte grande, o suficiente para ser colado no quadro, de forma que os alunos consigam lê-lo. Uma impressão será disponibilizada será colada na integra no quadro durante um curto período para os alunos fazerem uma lida rápida. Já a outra impressão, será realizada a partir dos recortes das frases, as quais serão entregues aleatoriamente aos alunos, e depois disso o docente pedirá que os alunos tentem montar o texto anteriormente lido.  Após a construção do texto, os discentes devem realizar a leitura do mesmo, observando se o texto está completo e de acordo com o original.

 

AMBIENTE 2/ATIVIDADE 3: Laboratório de Informática Educativa

PREPARAÇÃO DO AMBIENTE

Para esta atividade recomenda-se que o professor informe aos alunos que a turma deverá se organizará em duplas, ressaltando que as trocas de informações poderão ocorrer com o colega da dupla assim como com as demais duplas.

 

ORIENTAÇÕES QUANTO AO USO DO SOFTWARE

O software educacional que será utilizado nessa atividade é intitulado como Jogo dos Elementos 1, que relaciona perguntas específicas sobre características de alguns elementos químicos com as suas próprias imagens. Ele poderá ser acessado no site do Banco Internacional de Objetos Educacionais através do endereço eletrônico - http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/11504

Jogo dos Elementos 1 

 

 

 

 

 

Fonte: Imagem do software

Caso o computador não possua o programa Flash Player ou similares capazes de reconhecer formatos do tipo swf, faça o download de tal programa no endereço eletrônico http://www.adobe.com/br/products/flashplayer/. Este recurso pode ser acessado ainda via navegador da internet ou página da web, basta apenas entrar na pasta descompactada do objeto buscar o formato “índex”e clicá-lo duplamente, ou então, clicar no próprio executável do recurso “elementos1.swf” com o botão direito do mouse e abrir com o navegador da internet.

 

DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE

Recomenda-se que o professor ao chegar ao laboratório de informática proponha o seguinte exercício:

Dos 12 elementos químicos abaixo se deve escolher 7 deles e fazer um levantamento de suas características mais evidentes apresentadas no software Jogo dos Elementos I.

 

Alumínio – Árgon – Berílio – Carbono – Cloro – Enxofre – Flúor – Lítio – Magnésio – Néon – Oxigênio – Sódio.

 

À medida que as perguntas oferecidas pelo jogo dos elementos químicos são aplicadas ao elemento a ser descoberto, os discentes irão exercitar os conhecimentos adquiridos nas aulas referentes aos elementos químicos e a tabela periódica. A dupla deverá anotar os dados obtidos para depois mostrar os resultados alcançados.

 

OBSERVAÇÃO: Recomenda-se que a atividade seja desenvolvida sem consulta em livros ou meios similares, uma vez que, muitos elementos e suas características foram explorados nas atividades anteriores.

 

MOMENTO DO ALUNO

Este será o momento em que os alunos utilizarão o objeto educacional Jogo dos Elementos 1. Ao jogar, os alunos identificaram as características dos elementos e da tabela periódica. 

 

DISCUSSÃO

Neste momento, o professor irá solicitar que cada dupla exponha os elementos trabalhados e organize-os de forma que cada um fique a cargo de caracterizar um elemento químico.  Assim, possibilitando a oportunidade dos representantes de cada elemento se comunicar com seus demais colegas da sala de aula, debatendo se seus respectivos elementos fazem parte dos mesmos grupos ou mesmas famílias, propondo-lhes fazerem tal interligação através dos dados adquiridos com o jogo.

As discussões ocorrerão a partir das respostas obtidas para os questionamentos vinculados aos elementos químicos expostos no jogo. Ao mediar à discussão o professor poderá questionar os alunos da seguinte forma: "Diante destes elementos mostrados no jogo, quais deles fazem parte da série química dos gases nobres?", "Que informações complementares se obtiveram sobre os elementos durante o uso do objeto?".

 

SISTEMATIZAÇÃO

Nesse momento o professor irá formalizar o que foi trabalhado nessa atividade e para isso recomenda-se que ele escreva em uma parte do quadro questionamentos relacionados com as  características de alguns elementos químicos e na outra parte escreva os elementos que serão trabalhados. Após isso, o docente poderá solicitar que alguns alunos vá até o quadro e com a ajuda dos colegas relacionem os elementos com os questionamentos.

• Elementos que serão trabalhados: Cloro, Flúor, Oxigênio, Argón, Carbono, Sódio, Enxofre e Alumínio.

• Sugestão de questionamentos a ser realizados: Quais elementos são do grupo dos Halogênios?  Quais elementos são do grupo dos Não-metais? Quais são  gases nobres? Em quais elementos a substância elementar é um gás? Quais elementos reagem com a água? Quais tem a substância elementar sólida? Quais são do 3º período?

Nome	Tipo
Jogo dos Elementos 1	Software Educacional

O professor poderá utilizar os seguintes links para auxiliar em suas aulas sobre os elementos químicos:

http://educar.sc.usp.br/quimica/tabela.html – Neste site há uma tabela periódica interativa. Ao passar o mouse pelos elementos da tabela periódica são fornecidas algumas informações, tais como: Nº Atômico, Descobridor do elemento, número de elétrons nas camadas, pontos de fusão e ebulição, peso eletrônico e configuração eletrônica.

http://www.tabela.oxigenio.com/ - Este site apresenta uma tabela periódica online. A medida que o usuário arrastar o mouse pelos elementos da tabela, aparecerão informações sobre o histórico e as características químicas de cada um deles.

http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/11503 - Neste endereço se encontra disponível para download o software Jogo dos elementos II. Trata-se de uma continuação do Jogo dos elementos I, utilizado na presente aula, mas com maiores dificuldades em relação às características específicas de cada elemento químico proposto.

Na atividade 01, o docente deverá averiguar se houve consistência no reconhecimento dos elementos químicos na tabela periódica quanto aos grupos, períodos e classificação em metais, semimetais e não metais e se os alunos conseguiram identificar alguns dos elementos químicos no cotidiano dos mesmos e ainda onde poderiam ser encontrados ou aplicados. Na atividade 02, é importante identificar o conhecimento produzido em relação aos elementos químicos pouco explorados, os elementos artificiais. Finalizando, com a última atividade, o docente deverá verificar  como os alunos desenvolveram a atividade com o conhecimento adquirido sobre os elementos químicos e a tabela periódica.