UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁSETOR DE CIÊNCIAS EXATASDEPARTAMENTO DE QUÍMICALICENCIATURA EM QUÍMICA

 

Trabalho de Metodologia do Ensino de Química

Plano de aula contextualizado no Cap. 5 do texto “A ciência através dos tempos”.

Isis Mani Wahl GodoyTiago Gouveia

Professora Liane

CURITIBA05/2012

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁSETOR DE CIÊNCIAS EXATASDEPARTAMENTO DE QUÍMICA

Identificação

Disciplina: Química Série: 1º ano Turma: A Carga horária de aula: 50 minutos Local: Colégio Professores: Isis e Tiago Tema: Ligação Metálica Objetivos Gerais: Introduzir o conceito de ligação metálica Objetivos Específicos: Identificar as propriedades físicas e químicas dos

metais; Conceituar o modelo da ligação metálica; Relacionar as propriedades dos metais com o modelo da ligação metálica; Identificar as principais aplicações dos metais na sociedade.

Conteúdos: Ligação metálica Metodologia: O conteúdo seria dividido em três partes: Parte 1:

Indentificação de metais na tabela periódica e introdução às propriedades dos metais. Parte 2: Indrodução do tema hitórico (contextualisação de ligas metálicas). Parte 3: Ligação metálica e modelo do mar de elétrons.

Recursos: Quadro, giz, videos e figuras . Avaliação:

o Três atividades serão desenvolvidas para avaliação e fixação do conteúdo:

Em duplas ou trios os alunos faram uma pesquisa sobre ligas metálicas presentes do seu cotidiano.(Peso 30)

Os alunos elaboração com os recursos que julgarem necessários (cartolina, isopor, gravuras, desenhos, etc) um modelo de ligação metálica (Peso 20)

Individualmente, em sala de aula e sem consulta, os alunos montaram uma tabela com as características dos metais, explicações e implicações; (Peso 50)

Metodologia das Aulas:

Parte 1:

Serão apresentados alguns exmplos de metais e ligas de fácil obtenção e presentes do cotidiano dos alunos como: ferro, fios de cobre, alumínio, latas, joias de ouro ou prata (se possível). Neste momento os alunos buscarão intendificar os metais e suas propriedades. Com isso se iniciará o estudo intendificando as propriedades dos metais:

Propriedade dos metais

Brilho metálico característico; Resistência à tração; Condutibilidade elétrica e térmica elevadas;

Alta densidade; Maleabilidade(se deixarem reduzir à chapas e lâminas finas); Ductilidade(se deixarem transformar em fios); Ponto de fusão elevado; Ponto de ebulição elevado.

Em seguida podemos localizar os metais na tabela periódica e uma tabela padrão para localizar os metais estudados.

Parte 2:

Contextualização histórica:

Os Incas eram vistos como um grande povo aos olhos das populações sul-americanas vizinhas, e isto porque eram "mestres dos metais".

Os Incas ignoravam o uso do ferro, mas possuíam grande experiência no trabalho do ouro, da prata e do cobre, que sabiam utilizar, juntamente com o estanho, para obter bronze. Chegaram mesmo a utilizar a platina, que a Europa só conheceria por volta de 1730. Os objetos fabricados com esses metais, transportados dos Andes até à Amazónia, foram levados a todo o continente sul-americano, que ainda se limitava a talhar ou polir a pedra. Os Andes eram, assim, o mais importante centro metalúrgico da América pré-colombiana.

Os fornos de fundição eram normalmente construídos sobre as encostas e eram alimentados por dois longos tubos por onde o ar penetrava, soprado por várias pessoas ou pelo vento.

As ligas mais habituais eram obtidas à base de ouro e cobre, de ouro e prata, de cobre e prata, de cobre e estanho, bem como de cobre, ouro e prata fundidos em proporções variáveis.

O processo de fabricação mais frequentemente utilizado era o da cera perdida, que consistia em modelar na cera o objeto que se desejava produzir. O modelo era seguidamente recoberto por uma espessa camada de argila. Quando a argila estivesse endurecida, expunham-na ao calor do fogo. A cera derretia e escorria através de um orifício feito no revestimento, sendo substituída por metal de fusão. Uma vez arrefecido o metal, bastava partir a argila e retirar o objeto, cujas irregularidades eram então polidas.

Os objetos de metal eram habitualmente incrustados com pedras preciosas ou semipreciosas. Apesar do seu notável desenvolvimento, o artesanato de metais foi fundamentalmente utilizado para fins ornamentais. As oficinas produziam grandes placas trabalhadas que cobriam os muros dos templos e palácios. Eram elaborados, para o soberano, para a corte imperial e

para os dignitários do Estado, ornamentos tanto corporais como peitorais - braceletes, colares e brincos - que evidenciavam a diferença de status. Confecionavam também numerosos objetos rituais, entre os quais figuravam os famosos tumi, espécie de facas-machados, características da época inca. No entanto, a produção metalúrgica era precária nas comunidades provinciais. À exceção do chicote, cuja ponta era às vezes em cobre, e dos bastões em estrela, que também serviam de maças na guerra, os utensílios agrícolas foram sempre feitos em pedra.[1]

Ligas metálicas:

Ouro 18 quilates, bronze, latão e aço são meteriais que apresentam uma característica comum: tratam-se de ligas metálicas

Os metais são geralmente utilizados na forma de ligas, ou seja; consistem em “misturas” de dois ou mais elementos químicos. Nas ligas metálicas, pelo menos um dos elementos é metal e a liga resultante apresenta características metálicas. (elevada condutibilidade térmica e elétrica).

Parte 3:

Ligação metálica e modelo do mar de elétrons

Sabe-se que a corrente elétrica que passa por um fio metálico consiste num movimento organizado de elétrons.

Uma vez que os metais são bons condutores de corrente elétrica, é de esperar que eles possuam em sua estrutura elétrons livres para se movimentar. Essa é uma das evidências que conduziram à eleboração do modelo da ligação química existe nos metais.

Os metais não exercem uma atração muito alta sobre os elétrons da sua última camada e, por isso, possuem alta tendência a perder elétrons. Dessa forma, um metal sólido é constituído por átomos metálicos em posição ordenadas com seus elétrons de valência livres para se movimentar por todo o metal. Assim, temos um “amontoado” organizado de íons metálicos positivos mergulhados num “mar de elétrons” livre. Este é o chemado modelo do mar de elétrons, que explica a condutividade elétrica dos metais.

Assim como a presença dos elétrons entre dois átomos os mantém unidos numa ligação covalente, é a presença do mar de elétrons que mantém os átomos metálicos unidos. Contudo num pedaço de metal os átomos não se encontram com o octeto completo.

A regra do octeto não explica a ligação metálica

O agrupamento dos átomos de metais forma o chamado retículo cristalino metálico.

Levado isso em conta, um pedaço de ferro, por exemplo, deveria ser representado por Fen, onde n representa um número de átomos de ferro muito grande presentes nesse pedaço. Contudo os químicas, por simplicidade, representam um pedaço de metal apenas pelo símbolo do elemento, no caso, Fe.

Referência bibliográfica

[1]Metalurgia dos Incas. In Infopédia [Em linha]. Porto: Porto Editora, 2003-2012. [Consult.2012-05-19].Disponível na www: <URL: ttp://www.infopedia.pt/metalurgia-dos-incas>.