Experimentação investigativa no ensino de química: fluxionalidade estrutural em compostos de coordenação.

Abstract

Do ponto de vista da dinâmica intramolecular, as moléculas podem ser rígidas ou fluxionais: rígidas quando os átomos que as formam vibram em torno de uma posição de equilíbrio, de modo que a molécula assume uma configuração preferencial; fluxionais quando, a partir de rotações em torno de ligações químicas ou de reorientações de grupos/átomos, sofrem rápidos rearranjos que podem ou não ser degenerados e, em geral, são detectáveis por métodos como a Ressonância Magnética Nuclear. Esse comportamento fluxional pode conferir à molécula uma infinidade de conformações, que podem ser bastante distintas entre si, de modo que a fluxionalidade estrutural pode influenciar sua reatividade e outras propriedades químicas. Ainda que as moléculas sejam, em sua maioria, rígidas, a fluxionalidade estrutural é um comportamento comum a vários sistemas moleculares. Portanto, esse é um tópico importante de química a ser ensinado, em especial, nos cursos de graduação em Química. Contudo, nem sempre este tópico tem sido contemplado de maneira apropriada nos cursos, havendo, ainda, pouca literatura disponível, em especial na área de Ensino de Química. No que concerne ao Ensino de Química, este trabalho parte do pressuposto de que, para que haja aprendizagem efetiva, é essencial que o estudante participe ativamente das atividades pedagógicas, construindo e modificando seu objeto de estudo, não apenas assimilando informações. Nesse sentido, adotou-se como referencial uma metodologia ativa, a experimentação investigativa, numa abordagem computacional. Assim, esta pesquisa, de caráter qualitativo, consistiu na elaboração e aplicação de uma intervenção para o ensino de fluxionalidade estrutural por meio de experimentação computacional, norteadas por um problema sobre a fluxionalidade estrutural de um composto de coordenação contendo íon lantanídeo e ligantes β-dicetonatos, o complexo [Eu(BTFA)3(PHEN)], a ser investigado em equipe. A intervenção foi realizada na UFPE/CAA, com estudantes voluntários do curso de Química-Licenciatura, e foi organizada em quatro etapas, realizadas durante cerca de 2 meses. As discussões entre os participantes foram registradas em áudio para posterior transcrição e, ao final dos encontros, os mesmos redigiram uma carta de comunicação científica; essas produções foram analisadas buscando identificar indicadores de construções conceituais e procedimentais desenvolvidas pelos mesmos, bem como indicativos de surgimento de Zonas de Desenvolvimento Proximais entre os indivíduos envolvidos. Os resultados apontaram que a interação entre os participantes foi um fator determinante no processo de aprendizagem, e que eles conseguiram utilizar satisfatoriamente as ferramentas de química computacional na resolução do problema proposto, o que reafirma a experimentação computacional como estratégia interessante no desenvolvimento de ensino e pesquisa. No que diz respeito à construção do conceito de fluxionalidade estrutural, bem como à capacidade de mobilizá-lo na compreensão de fenômenos químicos, constatou-se que os estudantes tanto conseguiram enunciar o conceito em questão, quanto se revelaram capazes de aplicá-lo em diferentes contextos. Entretanto, identificaram-se distorções em alguns conceitos secundários, possivelmente causadas por lacunas da formação básica, de modo que se defende a necessidade de rever o currículo do curso em questão.