UNIDADE B

Este capítulo e seus conteúdos conceituais

• Noções sobresôbre ligações químicas
• Algumas substâncias químicas de importância cotidiana
• Regra do octeto, distribuição eletrônica nas camadas e suas implicações na previsão de ligações químicas
• Noções sobresôbre substâncias iônicas, substâncias moleculares e substâncias metálicas e suas propriedades
• Importância dos elementos químicos no cotidiano
• Valência e tabela periódica

Nesta unidade B, um fio condutor são os materiais. O capítulo 4 permite perceber que determinadas propriedades das substâncias são condicionadas pela estrutura submicroscópica, que, por sua vez, está vinculada ao tipo de ligação química entre os átomos.

No capítulo 5, os estudantes verão que materiais em vibração produzem ondas sonoras, caracterizadas por propriedades como frequência e velocidade. A frequência das ondas sonoras está vinculada a características do material que as produz, e a velocidade de propagação depende do material pelo qual se propagam.

O capítulo 6, último da unidade, versa sobresôbre a interação da luz com materiais. Parte do capítulo se dedica à absorção ou reflexão das componentes da luz branca. Outra parte trabalha a passagem da luz por meios transparentes. Uma terceira parte versa sobresôbre a reflexão da luz na superfície de materiais, sejam aqueles que a refletem de maneira difusa (uma parede ou uma folha de papel, por exemplo), sejam aqueles que a refletem de maneira regular (um espelho ou uma superfície metálica limpa e polida).

Iniciando a unidade, este capítulo 4 tem como meta estabelecer a noção de que as substâncias podem ser classificadas em três categorias (iônicas, moleculares e metálicas), de acordoacôrdo com o tipo de ligação química presente.

As ligações químicas podem ser classificadas fundamentalmente em interatômicas e intermoleculares. As primeiras, estudadas neste capítulo, subdividem-se em iônica, covalente e metálica, que dão origem a grupos de substâncias que, tipicamente, apresentam algumas semelhanças.

No caso de a ligação interatômica ser covalente ou no caso dos gases nobres (monoatômicos), a substância é constituída por moléculas que, por sua vez, interagem entre si (principalmente nas fases sólida e líquida) por meio de ligações intermoleculares. Uma noção comparativa da intensidade dessas ligações é fornecida na tabela do item 6 destedêste capítulo.

Estudar ligações químicas interatômicas inclui perceber que há substâncias que conduzem eletricidade quando sólidas e que exibem brilho característico. Há substâncias que não conduzem corrente elétrica quando sólidas, mas, submetidas a temperaturas suficientemente altas para provocar sua fusão, passam a conduzi-la. E há substâncias que não apresentam condutividade elétrica apreciável em nenhum dos três estados de agregação, à pressão ambiente.

Da percepção da existência dessesdêsses padrões, aliada à inclusão de cargas elétricas no modelo atômico, surgiram propostas de explicação para a ocorrência de ligações químicas entre os elementos e, também, para algumas das propriedades das substâncias resultantes de tais ligações.

TCTstê cê tês Ciência e Tecnologia e Cidadania e Civismo

A foto de abertura, ao relacionar uma aplicação científica (a prótese que o atleta utiliza) à atuação no esporte de uma pessoa com deficiência, permite abordar os Temas Contemporâneos Transversais Ciência e Tecnologia (macroárea homônima) e Educação em Direitos Humanos (macroárea Cidadania e Civismo) na leitura e discussão da legenda.

Saliente a relevância da equidade entre as pessoas e a necessidade da valorização da cultura de paz na sociedade, o que implica a eliminação de todas as formasfórmas de preconceito.

De olhoôlho na BNCCBê êne cê cê!

A foto e o texto de abertura destedêste capítulo possibilitam o desenvolvimento: da competência geral 2, pois incentivam a exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade; da competência geral 6, por estimularem o estudante a valorizar a diversidade de saberes e vivências culturais e apropriar-se de conhecimentos e experiências que lhe possibilitem entender as relações próprias do mundo do trabalho e fazer escolhas alinhadas ao exercício da cidadania e ao seu projeto de vida, com liberdade, autonomia, consciência crítica e responsabilidade; da competência específica 3, porque auxiliam em analisar, compreender e explicar características, fenômenos e processos relativos ao mundo natural, social e tecnológico, como também as relações que se estabelecem entre eles, exercitando a curiosidade para fazer perguntas e buscar respostas com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza; e da competência específica 4, pois estimulam a avaliar aplicações e implicações culturais da ciência e de suas tecnologias para propor alternativas aos desafios do mundo contemporâneo, incluindo aqueles relativos ao mundo do trabalho.

Itens 1 e 2

No item 1, um aspecto que pode ser discutido por você é um procedimento frequente em Ciências da Natureza: classificar objetos em estudo, isto é, separá­‑los em categorias de acordoacôrdo com suas propriedades. Em se tratando de substâncias químicas, um dos possíveis esquemas classificatórios consiste em dividi­‑las em três grupos, de acordoacôrdo com o conjunto das propriedades temperatura de fusão e condutividade elétrica, tanto em fase sólida quanto em fase líquida.

Ao longo do capítulo, os estudantes perceberão que essas propriedades estão relacionadas ao tipo de ligação química interatômica. Um dos grupos é o das substâncias tipicamente iônicas, que têm em comum o fato de a ligação ser predominantemente iônica. Elas apresentam elevadas temperaturas de fusão e conduzem bem a corrente elétrica na fase líquida, mas não na fase sólida.

Outro grupo é o das substâncias tipicamente moleculares, nas quais os átomos se unem por ligação predominantemente covalente, constituindo as moléculas. Quando puras e sob pressão ambiente, essas substâncias não conduzem corrente elétrica e apresentam temperaturas de fusão que, de modo geral, são bem mais baixas que as das substâncias iônicas.

Uma terceira categoria, a das substâncias tipicamente metálicas, nas quais existe ligação predominantemente metálica, caracteriza­‑se pela boa condução de corrente elétrica tanto na fase sólida como na fase líquida. As temperaturas de fusão são relativamente altas, em geral superiores às das substâncias moleculares, embora haja algumas notáveis exceções a essa regularidade.

Exemplos dessesdêsses três tipos de substância estão relacionados na tabela da seção Motivação.

No item 2, a apresentação da regra do octeto está vinculada à baixíssima tendência dos gases nobres a se combinarem quimicamente. A análise em sala de aula da tabela que apresenta a distribuição eletrônica em níveis de energia para esses elementos é relevante para favorecer o entendimento.

Ressalte que, embora a regra do octeto tenha sua relevância histórica e auxilie a prever alguns casos referentes a ligações químicas, ela não explica por que os átomos se combinam. Além disso, há grande variedade de substâncias cujas ligações químicas não são previsíveis por essa regra.

Também é importante esclarecer que já foram produzidos em laboratório compostos de determinados gases nobres, por exemplo Xexis êF₂, Xexis êF₄, Xexis êO₃, Xexis êO₄, Xexis êOF₂, Xexis êO₃F₂, Xexis êOF₄ e NaXeO₆. O primeiro composto de gás nobre foi sintetizado por Neil Bartlett (1932­‑2008) em 1962, o Xexis ê[PtF₆]. Compostos de xenônio são os mais estudados, seguidos pelos compostos de criptônio. O estudo do radônio é bastante dificultado pelo fato de todos os seus isótopos serem radioativos.

Conteúdos procedimentais sugeridos

• Prever se uma substância é iônica, molecular ou metálica, com base em sua fórmula e consultando a tabela periódica.
• Elaborar a fórmula prevista para o composto iônico formado por um metal e um não metal, fundamentando-se na posição dos elementos na tabela periódica.
• Elaborar a fórmula eletrônica e a fórmula estrutural para casos simples de substâncias moleculares, a partir da fórmula molecular e da posição dos elementos na tabela periódica.
• De posse da tabela periódica e da carga de um íon, estabelecer uma comparação entre ele e o respectivo átomo neutro, no tocante ao número de prótons e ao de elétrons.

Prever se uma substância é iônica, molecular ou metálica depende do desenvolvimento da habilidade de verificar se cada elemento presente na fórmula da substância é metal ou não metal.

Esse e os demais conteúdos procedimentais elencados para este capítulo podem ser desenvolvidos com as atividades propostas no livro do estudante.

Conteúdos atitudinais sugeridos

• Interessar-se pelas ideias científicas e pela Ciência como maneira de entender melhor o mundo que nos cercacêrca.
• Perceber que muito do conforto da vida moderna se deve à utilização de progressos da Química.
• Prestar atenção aos rótulos de produtos industrializados.
• Compreender que a Ciência é um construto humano.

Essas são atitudes que se pretende desenvolver ao longo de todo o curso de Ciências da Natureza, em especial ao abordar temas ligados a tecnologia e sociedade. Este capítulo é bastante ilustrativo da importância prática das ideias científicas e permite que, durante ou após o seu desenvolvimento, se trabalhem esses conteúdos atitudinais com os estudantes.

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Todos os temas apresentados nos itens do Desenvolvimento do tema contribuem para que os estudantes possam compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza, de modo a sentir segurança no debate de questões científicas, tecnológicas e do mundo do trabalho, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva, o que favorece o desenvolvimento da competência específica 2.

Atividades

Ao final do item 2, proponha os exercícios 1 a 5 do Use o que aprendeu.

Item 3

Ao trabalhar a temática ligação iônica e o restante do capítulo, atente que a tabela periódica é um instrumento de consulta. Não faz sentido que os estudantes memorizem dados nela presentes.

A possibilidade de consulta à tabela periódica também deve ser estendida ao momento de realização das avaliações.

Para discussão em grupo

A intenção da atividade é exercitar a capacidade de consulta à tabela periódica e a execução de comparações.

Esteja atento para esclarecer o significado das notações 2+, 3+ e 2– que aparecem sobrescritas à direita dos símbolos:

• 2+: duas cargas positivas, resultantes da perda de 2 elétrons pelo átomo eletricamente neutro;
• 3+: três cargas positivas, resultantes da perda de 3 elétrons pelo átomo eletricamente neutro;
• 2–: duas cargas negativas, resultantes do recebimento de 2 elétrons pelo átomo eletricamente neutro.

Além de exercitar a consulta à tabela periódica e a realização de comparações, a proposta permite desenvolver nos estudantes a capacidade de argumentar em textos escritos (no momento de responder às questões) e em textos orais (durante a apresentação das conclusões e no momento do debate).

Atente!

No item 3, outros exemplos de compostos iônicos que você pode explorar em aula são o MgBr₂ e o Aaléle₂Sésse₃.

Em todo composto iônico, as cargas negativas e positivas se cancelam, e a carga total do composto é nula.

No MgBr₂, por exemplo, as duas cargas positivas de cada Mgême gê^2– são com­pensadas por duas cargas negativas de cada dois BrBê érre–.

E, no Aaléle₂Sésse₃, as seis cargas positivas de cada dois íons Aaléle³⁺ são compensadas por seis cargas negativas de cada três íons Sésse^2–.

Atividades

Ao final do item 3, os estudantes têm condições de fazer os exercícios 6 a 21 do Use o que aprendeu.

Item 4

Um conceito incorreto, introduzido frequentemente em níveis elementares do ensino, é o de que todas as substâncias seriam formadas por moléculas. Isso não é verdade, e esse capítulo ajuda a evitar essa concepção errônea. As substâncias iônicas e as metálicas não têm natureza molecular. Moléculas são agrupamentos de átomos unidos por ligações covalentes. Por isso, as substâncias estudadas no item 4 são denominadas moleculares. Saliente isso aos estudantes ao trabalhar esse item.

Outra coisa que você pode comentar é que todas as ligações químicas têm origem elétrica. No caso da ligação covalente, a razão física de o compartilhamento eletrônico manter os átomos ligados é comentada a seguir. Quando os elementos A e B estabelecem uma ligação covalente A — B, a densidade de probabilidade de encontrar os elétrons compartilhados é elevada em uma região entre os núcleos. Os núcleos de A e B se repelem devido às cargas elétricas de mesmo sinal. Também os elétrons de A e B não envolvidos nas ligações se repelem mutuamente. Ocorre que os elétrons compartilhados são atraídos pelos núcleos (e os atraem), devido às cargas de sinais opostos, o que resulta numa tendência de aproximação dos núcleos, não porque estes se atraiam, mas devido à interação com os elétrons compartilhados. A distância de equilíbrio da ligação A — B é tal que as forçasfôrças repulsivas são equilibradas pelas forçasfôrças atrativas. Um pequeno deslocamento dos núcleos em relação a essa situação de equilíbrio faz com que haja predominância de uma das tendências envolvidas, atração ou repulsão. Um afastamento provoca predominância da forçafôrça atrativa; uma aproximação, ao contrário, causa intensificação da repulsão. Assim, os núcleos podem oscilar ao redor de uma distância de equilíbrio, a distância de ligação, na qual existe um compromisso entre atração e repulsão.

Ao trabalhar o tema ligação covalente, o simulador de modelos moleculares sugerido a seguir permite que você mostre aos estudantes (projetando em sala, se possível) a fórmula estrutural de um composto e seu modelo molecular tridimensional, rotacionando-o em todas as direções. Disponível em: https://oeds.link/uwpk0D Acesso em: 27 jul.julho 2022.

O simulador não foi indicado no livro do estudante porque está em inglês. Contudo, seu uso é bastante simples e existem duas maneiras distintas de escolher uma molécula para exibição. Uma delas é digitar na caixa de busca (no canto superior esquerdo, indicada pelo ícone de lupa) o nome da substância (em inglês) ou sua fórmula molecular. Isso fará com que a fórmula estrutural apareça (na parte esquerda da tela). Clique no modelo molecular (do lado direito da tela) e arraste para girá-lo em qualquer direção e visualizá-lo de diferentes pontos de vista. O botão de rolagem do mouse possibilita ampliar ou reduzir o tamanho do modelo molecular.

Teste digitando, por exemplo: “Hagá₂Oóh”, “NHêne agá₃”, “COcê ó₂”, “CHcê agá₄”, “Ccê₂Hagá₆”, “Ccê₃Hagá₈” e “Hagá₂Oóh₂”. No caso de fórmulas mais complexas, digite-as, mas não tecle enter; o programa mostrará uma lista de opções do banco de dados que se relacionam ao trecho digitado. Clique em uma das opções para poder visualizá-la.

Busque também algumas estruturas pelo nome. Sugestões:

• “vitamin A” (vitamina Aa);
• “vitamin B₂” (vitamina Bbê₂);
• “ascorbic acid” (ácido ascórbico ou vitamina C);
• “vitamin D₂” (vitamina Ddê₂);
• “vitamin E” (vitamina Eê);
• “glycin” (glicina, o mais simples dos aminoácidos);
• “glucose” (glicose).

Você também pode utilizar esse simulador para montar uma fórmula estrutural. Clique primeiro no ícone da lata de lixo para limpar a fórmula estrutural mostrada. A seguir, elabore a estrutura desejada utilizando os símbolos dos elementos (que estão disponíveis à direita da parte branca da tela) e as ligações e cadeias carbônicas cíclicas (disponíveis na lateral esquerda da tela). O ícone da borracha permite apagar qualquer item que foi acrescentado, mas precisa ser removido.

Após montar a fórmula estrutural, clique em “2D to 3D” (na parte superior da tela) para visualizar o modelo molecular dessedêsse composto.

No item 6, o boxe Use a internet proporá aos estudantes a utilização de outro simulador para a elaboração de modelos moleculares, este em português.

Para discussão em grupo

O boxe Para discussão em grupo, mais uma vez neste capítulo, oportuniza exercitar a consulta à tabela periódica e a execução de comparações.

A atividade propõe uma comparação na qual se espera que os estudantes concluam o número de ligações covalentes esperadas para áto­mos de flúor (uma), bromo (uma), en­xofre (duas) e fósforo (três).

Durante a discussão, os estudantes têm a oportunidade de desenvolver a capacidade de argumentação em textos orais.

Aprofundamento ao professor

Veja, na parte inicial destedêste Manual do professor, na seção Aprofundamento ao professor, o texto “O que é grafeno?”.

Atividades

Os exercícios 22 a 34 do Use o que aprendeu são oportunos após o item 4.

Item 5

Ao trabalhar esse item, retome os conhecimentos pregressos (do 7º e do 8º anos) que os estudantes têm sobre o fato de os metais conduzirem bem calor e corrente elétrica (EF07CI03ê éfe zero sete cê ih zero três: “Utilizar o conhecimento das formasfórmas de propagação do calor para justificar a utilização de determinados materiais (condutores e isolantes) na vida cotidiana, explicar o princípio de funcionamento de alguns equipamentos (garrafa térmica, coletor solar etc.etcétera) e/ou construir soluções tecnológicas a partir dessedêsse conhecimento.”; EF08CI02ê éfe zero oito cê ih zero dois: “Construir circuitos elétricos com pilha/bateriapilha ou bateria, fios e lâmpada ou outros dispositivos e compará-los a circuitos elétricos residenciais.”).

Durante o desenvolvimento, saliente que a regra do octeto não propicia qualquer previsão ou explicação referente à ligação metálica.

Para explicar a ligação metálica, um modelo foi criado na primeira metade do século XXvinte e aprimorado subsequentemente por meio da Mecânica Quântica, o qual envolve a ideia de que alguns elétrons têm mobilidade pelo cristal metálico. Esse modelo possibilitou explicar qualitativamente propriedades como as altas condutividades elétrica e térmica, o brilho metálico e as elevadas maleabilidade e ductilidade (também grafada como ductibilidade).

Para o docente, transcrevemos a seguir dois trechos sobresôbre o surgimento do modelo para a ligação metálica.

“Uma teoria dos metais em que elétrons de valência são considerados como tendo livre movimentação sob influência do campo [elétrico] de íons foi desenvolvida pelo físico alemão Hendrik Antoon Lorentz [1853­‑1928] e, em uma formulação quântica, pelo físico austríaco Wolfgangvôlfigan Pauli [1900­‑1958].” (PAULING, L. General Chemistry. Nova Yorkiórque: Dover, 1970. p.página 588. Tradução dos autores.)

“Lorentz propôs uma teoria dos metais que explica de modo qualitativo algumas de suas propriedades características e que foi extensivamente desenvolvida [...]reticências por meio da Mecânica Quântica. [...]reticências Essa teoria de elétrons livres provê uma explicação simples do brilho e de outras propriedades ópticas dos metais, das altas condutividades elétricas e térmicas, das elevadas entropias e capacidades térmicas molares e de algumas outras propriedades.” (PAULING, L. The nature of chemical bonding. 3.terceira ed.edição Ithaca: Cornell University Press, 1960. p.página 393. Tradução dos autores.)

Atividades

Após trabalhar em aula o texto Em destaque “Ligas metálicas”, proponha aos estudantes a realização dos exercícios 35 a 42 da seção Use o que aprendeu.

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A foto da máscara mortuária do faraó egípcio, no item 5, contribui para o desenvolvimento da competência geral 3, por incentivar os estudantes a valorizar e fruir as diversas manifestações artísticas e culturais, das locais às mundiais.

TCTtê cê tê Ciência e Tecnologia

Os textos Em destaque destedêste capítulo são pertinentes ao TCTtê cê tê Ciência e Tecnologia, pois exploram aplicações cotidianas e comerciais de diversas substâncias, cuja utilização para diferentes finalidades relaciona-se a suas propriedades e, em última análise, a sua composição e ao tipo de ligação química presente.

Item 6

Nesse item, retome as ideias apresentadas sobresôbre ligações iônicas, covalentes e metálicas e compare as propriedades das substâncias iônicas, moleculares e metálicas conforme apresentado no livro do estudante.

História da Ciência

O Tema para pesquisa do item 6 propõe a elaboração de uma linha do tempo a partir da pesquisa de eventos importantes para a história da Química. O ideal nessa atividade é permitir aos estudantes que busquem informações que considerem importantes e curiosas, para que se sintam estimulados pela atividade e para que ela gere, em seguida, interação entre eles para um debate.

Após a pesquisa e a elaboração da linha do tempo, estimule toda a turma a analisar qual a proporção entre mulheres e homens cientistas envolvidos nos eventos pesquisados. Em seguida, peça a contribuição dos estudantes para responder às perguntas: O que essa proporção indica? Atualmente essa proporção é diferente? Se sim, quão diferente é? Como mudar essa realidade?

A intenção é, além de promover a aprendizagem sobresôbre História da Ciência, estimular a análise da nossa sociedade quanto ao papel de mulheres e de homens na Ciência e na comunidade de formafórma geral. Já existiu igualdade entre mulheres e homens na sociedade? E na Ciência? E hoje, existe?

É importante que os próprios estudantes possam debater e procurar informações para constatar que não existe igualdade entre os dois grupos e que é de extrema importância desenvolver mecanismos para favorecer a participação das mulheres na Ciência. A sociedade deve se mobilizar no sentido de propiciar a equidade e valorizar o protagonismo da mulher em todos os setores profissionais, culturais, artísticos e sociais.

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• EF09CI01ê éfe zero nove cê ih zero um

“Investigar as mudanças de estado físico da matéria e explicar essas transformações com base no modelo de constituição submicroscópica.”

No capítulo 1, os estudantes tomaram contato com as mudanças de fase (mudanças de estado de agregação da matéria) e seus nomes. Também aprenderam que, a determinada pressão fixa, a temperatura permanece constante quando uma substância pura muda de fase, o que implica que as temperaturas de fusão e de ebulição são propriedades características das substâncias químicas.

Neste ponto do capítulo 4, os estudantes passam a ser capazes de explicar as mudanças de fase com base em modelos de constituição submicroscópica da matéria. As atividades do Explore diferentes linguagens envolvem a utilização dessesdêsses modelos.

Também neste capítulo, a utilização dessesdêsses modelos, juntamente com as noções adquiridas sobresôbre ligações químicas, possibilita que os estudantes prevejam a condutividade elétrica, ou não, de substâncias iônicas, moleculares e metálicas, em diferentes fases (item 6 e atividades 45 a 48 do Use o que aprendeu).

Amplie o vocabulário!

Redações possíveis, conside­rando o nível de compreensão atual dos estudantes:

• ligação iônica União química entre cátions e ânions. Está presente nas chamadas substâncias iônicas.
• ligação covalente União quí­mica entre átomos que compartilham elétrons. É ela que mantém os átomos unidos em substâncias moleculares (isto é, constituídas de moléculas).
• ligação metálica União química entre átomos de um ou mais elemen­tos metálicos, da qual resulta uma estrutura em que há elétrons com livre movimentação. Está presente em substâncias metálicas.

Use a internet

A atividade proposta nesse boxe pretende que os estudantes utilizem um simulador para produzir modelos de moléculas que sejam constituídas de diversos elementos químicos. A atividade pode ser feita com direcionamento do programa sobresôbre quais substâncias devem ter seus modelos construídos (nos modos sozinha e várias) ou de maneira livre, em que os estudantes escolhem que modelos vão construir a partir de alguns elementos disponibilizados ao mesmo tempo ao usuário (modo diversão). Nos modos sozinha e várias, após montar cada modelo, este deve ser arrastado para o respectivo local na região direita da tela. Após completar todos os modelos solicitados, o estudante será conduzido para um novo nível, mais elaborado. Esse simulador é bastante útil para que os estudantes possam, de maneira prática, entender melhor o conceito de molécula, que é abstrato por se referir a entidades não visíveis macroscopicamente.

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O uso pelos estudantes do simulador sugerido no boxe Use a internet, que permite construir modelos moleculares, possibilita o desenvolvimento da competência geral 5, pois estimula compreender e utilizar tecnologias digitais de formafórma crítica e significativa para produzir conhecimentos, e da competência específica 6, posto que solicita utilizar tecnologia digital para produzir conhecimentos e resolver problemas das Ciências da Natureza de formafórma crítica e significativa.

Atividades

Ao final do subitem Explicação para a condutividade elétrica, proponha aos estudantes os exercícios 43 a 48 do Use o que aprendeu e também as atividades 1 a 3 do Explore diferentes linguagens.

Atente!

Uma situação problemática diz respeito à condutividade elétrica da água. Quando um químico diz que, nas condições ambientes, a água pura (composto molecular) “não conduz corrente elétrica”, ele está afirmando que ela apresenta uma condutividade elétrica extremamente baixa.

De fato, a água destilada contém pequenas concentrações de íons Hagá₃Oóh⁺mais e OHó agá^–, provenientes da autoionização da água, responsáveis por uma condutividade elétrica muitíssimo reduzida, mas de mensuração possível desde que se disponha de equipamento adequado.

A condutividade elétrica da água pura ou de uma solução aquosa de um não eletrólito (sacarose, por exemplo) é muitíssimo baixa se comparada à de uma solução iônica. Apenas para efeito de comparação, considere os seguintes dados: a condutividade elétrica da água pura (a 25 °Cgraus Célsius) é 5,50 ×por 10⁻⁸ Ωômega⁻¹ ×por cmcentímetro⁻¹, e a condutividade de uma solução aquosa 0,1 mol / L de NaClêne á cê éle (a 25 °Cgraus Célsius) é 10,67 Ωômega⁻¹ ×por cmcentímetro⁻¹. Nesse exemplo, a solução do eletrólito salino, o NaCléle, tem condutividade elétrica 194 milhões de vezes maior que a da água destilada!

Porém, atenção: a água presente em nosso dia a dia não é pura. A água da torneira, por exemplo, contém várias substâncias dissolvidas, principalmente sais minerais. Muitas dessas substâncias são iônicas e, dissolvidas em água, têm seus íons dissociados. Assim, a água da torneira é condutora de corrente elétrica.

Muito cuidado deve ser tomado para que esse líquido não tome contato com fios elétricos desencapados nem caia dentro de aparelhos eletrônicos. No caso de a água tomar contato com componentes elétricos dessesdêsses aparelhos, pode causar danos a eles e, muito mais sério, colocar o usuário em risco de eletrocussão e morte.

Interdisciplinaridade

Se considerar oportuno, con­verse com o colega de Arte para, juntos, realizarem um trabalho interdisciplinar no qual os estudantes explorem a ocorrência e as aplicações dos diversos elementos químicos. Mediante a divisão dos estudantes em equipes, cada uma ficando incumbida de elaborar um infográfico acerca dos elementos químicos e suas características.

Muitas possibilidades podem ser exploradas. Apenas exemplificando, pode-se sugerir: a abundância dessesdêsses elementos no organismo humano, na água do mar, na crosta terrestre e no Universo; as diferentes aplicações (associadas a dados econômicos); e a toxicidade de alguns deles (atrelada a representações das partes do corpo humano e/ou do ambiente que podem contaminar e prejudicar).

Se for possível, reserve um tempo em aula para que os estudantes realizem pesquisas na internet (usando celular, tablettáblet ou computador) para buscar novas imagens e outros dados sobresôbre o tema.

Estimule-os também a pesquisar na biblioteca da escola, caso haja referências disponíveis que contemplem o tema.

Com o material coletado pe­los estudantes, as equipes devem elaborar o infográfico.

As produções podem ser expostas na escola, a fim de que sejam fruídas por toda a comunidade escolar. Além disso, os infográficos podem ser publicados no blog das diversas equipes.

Essas produções também podem ser usadas como parte integrante da avaliação.

Se houver professor de Informática, considere a possibilidade de convidá-lo para se integrar à atividade.

Nesse caso, podem ser exploradas técnicas de programação em HTML5 (ou outras tecnologias que o docente considerar oportunas) para criar infográficos digitais que sejam interativos.

Turmas numerosas

A produção coletiva de infográficos propicia uma vivência em que os estudantes podem cooperar e se complementar com suas diversas qualidades, aprendendo uns com os outros. As diversidades individuais são enriquecedoras e propiciam aos estudantes aprender também com base na interação com os demais integrantes da equipe. Procure contemplar a diversidade e a complementaridade na composição das equipes, que não precisam ser as mesmas que mantêm os blogs de Ciências.

As produções podem, ainda assim, ser postadas nos blogs, pois cada estudante pode inserir a produção da qual participou no blog para o qual contribui, independentemente de haver repetição de postagens dos infográficos nos diferentes blogs. Saliente aos estudantes que os blogs são ferramentas de divulgação do conhecimento científico e quanto mais visibilidade as produções da turma tiverem, melhor para a comunidade como um todo.

De olhoôlho na BNCCBê êne cê cê!

A atividade proposta de produção artística de infografias, interdisciplinar com Arte, vai ao encontro do desenvolvimento da competência geral 3, posto que constitui estímulo a valorizar e fruir as diversas manifestações artísticas e culturais e também participar de práticas diversificadas da produção artístico-cultural. Também oportuniza o desenvolvimento da competência geral 4, na medida em que propõe utilizar conhecimentos da linguagem artística para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos.

A atividade pode abranger diversas técnicas e ir ao encontro de algumas das habilidades de Arte, como a EF69AR06ê éfe seis nove á érre zero seis (“Desenvolver processos de criação em artes visuais, com base em temas ou interessesinterêssis artísticos, de modo individual, coletivo e colaborativo, fazendo uso de materiais, instrumentos e recursos convencionais, alternativos e digitais.”).

Outras duas habilidades de Arte potencializadas pela atividade são a EF69AR07ê éfe seis nove á érre zero sete (“Dialogar com princípios conceituais, proposições temáticas, repertórios imagéticos e processos de criação nas suas produções visuais.”) e a EF69AR31ê éfe seis nove á érre três um (“Relacionar as práticas artísticas às diferentes dimensões da vida social, cultural, política, histórica, econômica, estética e ética.”).

A inclusão da Informática na atividade propicia desenvolver também a competência geral 5, pois envolve compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de formafórma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva.

Propicia ainda o desenvolvimento da competência específica 6, posto que solicita utilizar diferentes linguagens e tecnologias digitais de informação e comunicação para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos e resolver problemas das Ciências da Natureza de formafórma crítica, significativa, reflexiva e ética.

Respostas do Use o que aprendeu

1. Os gases nobres existen­tes na natureza: hélio (Heagá ê), neônio (Neêne ê), argônio (Ará érre), criptônio (Kr), xenônio (Xexis ê) e radônio (Rn). (O oganessônio, Z = 118, é artificial; não existe na natureza e, por isso, não foi incluído na resposta.)

2. Os gases nobres.

3. a) A última camada (camada mais externa).

b) Camada de valência.

4. Um átomo tem eletrosfera estável quando sua última camada possui 8 elétrons (ou 2, caso se trate da camada K). Para saber se a eletrosfera está estável, devemos consultar a distribuição eletrônica do átomo e verificar se o número de elétrons na última camada está de acordo com a regra do octeto.

5. No NaCléle, há ligação iôni­ca, na Ccê₁₂Hagá₂₂Oóh₁₁, há liga­ção covalente, e, na Agá gê, ligação metálica.

6. a) Substância composta, pois é constituída de dois elementos químicos distintos, o cálcio e o oxigênio.

b) O cálcio está no grupo 2, e o oxigênio, no 16.

c) Ligação iônica.

8. a) ₁₉K: K – 2, L – 8, M – 8, N – 1.

b) ₃₅Br: K – 2, L – 8, M – 18, N – 7.

c) ₂₀CaCê a: K – 2, L – 8, M – 8, N – 2.

d) ₁₇Clcê éle: K – 2, L – 8, M – 7.

e) ₁₁Naêne á: K – 2, L – 8, M – 1.

f) ₁₆Sésse minúsculo: K – 2, L – 8, M – 6.

g) ₁₂Mg: K – 2, L – 8, M – 2.

h) ₈O: K – 2, L – 6.

K – 2, L – 8, M – 8.

K – 2, L – 8, M – 18, N – 8.

K – 2, L – 8, M – 8.

K – 2, L – 8, M – 8.

K – 2, L – 8.

K – 2, L – 8, M – 8.

K – 2, L – 8.

K – 2, L – 8.

10. a) KBr

b) CaCê aCl₂

c) Naêne á₂Sésse

d) MgOême gê ó

11. a) Liéle iF

b) Babê áCl₂

c) Aaléle₂Sésse₃

d) SrOésse érre ó

e) CsCléle

f) Kcá₂Oóh

Assim:

Assim:

A ligação entre X e Y é iônica.

14. A fórmula QR só é possí­vel se o cátion e o ânion apresentarem cargas elétricas iguais (em módulo).

16. O cálcio (grupo 2) tem 2 elétrons de valência. Perdendo os 2 elétrons, passa a ter octeto completo.

O flúor (grupo 17) tem 7 elétrons de valência. Ao receber mais 1 elétron, fica com o octeto completo.

17. a) 1; b) 1; c) 2; d) 1; e) 1; f) 2; g) 2; h) 2.

20. Prótons, nêutrons e elétrons, nessa ordem:

a) 9, 10 e 10.

b) 16, 16 e 18.

c) 15, 17 e 18.

21. Prótons, nêutrons e elétrons, nessa ordem:

a) 19, 20 e 18.

b) 12, 12 e 10.

c) 13, 14 e 10.

22. a) 1 (Féfe, Z = 9; Neêne ê, Z = 10)

b) 1 (Ccêléle, Z = 17; Ará érre, Z = 18)

c) 1 (BrBê érre, Z = 35; Kr, Z = 36)

d) 2 (Oóh, Z = 8; Neêne ê, Z = 10)

e) 2 (Sésse, Z = 16; Ará érre, Z = 18)

f) 3 (Nêne, Z = 7; Neêne ê, Z = 10)

g) 3 (Ppê, Z = 15; Ará érre, Z = 18)

h) 4 (Ccê, Z = 6; Neêne ê, Z = 10)

i) 1 (Hagá, Z = 1; Heagá ê, Z = 2)

j) zero (Ará érre é gás nobre)

k) 3 (Asá ésse, Z = 33; Kr, Z = 36)

l) zero (Heagá ê é gás nobre)

23. a) K – 2, L – 7.