Utilização da química computacional na elaboração de material didático para o ensino de reações químicas.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: CORDEIRO, Diego Oliveira.
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7037
Resumo: Neste trabalho, utilizaram-se métodos da Química Computacional para o desenvolvimento de material didático, a partir de dados obtidos com os programas GaussView 3.0® e o Gaussian 03W®. O principal objetivo do trabalho é melhorar o rendimento do processo de ensino-aprendizagem de conceitos diretamente relacionados às reações químicas. Foram estudadas as reações de hidrogenação, hidrohalogenação e halogenação. Utilizou-se o método DFT com o funcional B3LYP e os conjuntos de base 6-31+G*, para as reações de hidrogenação, e 3-21+G*, para as reações de hidrohalogenação e halogenação. Os resultados qualitativos e quantitativos obtidos do estudo computacional das reações investigadas são consistentes com as previsões teóricas. A partir dos resultados computacionais, elaboraram-se três tutoriais informatizados, um para cada reação sob estudo, abordando diferentes aspectos: “Estruturas”, “Representação Geral”, “Cargas” e “Energias”. Os tutoriais desenvolvidos foram aplicados em aulas experimentais, na Escola Estadual de Ensino Médio e Fundamental Orlando Venâncio dos Santos (pública), localizada na cidade de Cuité. As aulas foram ministradas em laboratórios de informática e em salas de aula para alunos voluntários. A prática pedagógica adotada foi constituída por cinco encontros e oito aulas de 45 minutos. A partir da utilização de questionários (pré-teste e pós-teste) foi possível analisar as concepções alternativas que os alunos possuíam sobre os conceitos abordados, bem como avaliar a melhoria do processo de ensino-aprendizagem do conceito de “reação química”.
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Utilizou-se o método DFT com o funcional B3LYP e os conjuntos de base 6-31+G*, para as reações de hidrogenação, e 3-21+G*, para as reações de hidrohalogenação e halogenação. Os resultados qualitativos e quantitativos obtidos do estudo computacional das reações investigadas são consistentes com as previsões teóricas. A partir dos resultados computacionais, elaboraram-se três tutoriais informatizados, um para cada reação sob estudo, abordando diferentes aspectos: “Estruturas”, “Representação Geral”, “Cargas” e “Energias”. Os tutoriais desenvolvidos foram aplicados em aulas experimentais, na Escola Estadual de Ensino Médio e Fundamental Orlando Venâncio dos Santos (pública), localizada na cidade de Cuité. As aulas foram ministradas em laboratórios de informática e em salas de aula para alunos voluntários. A prática pedagógica adotada foi constituída por cinco encontros e oito aulas de 45 minutos. A partir da utilização de questionários (pré-teste e pós-teste) foi possível analisar as concepções alternativas que os alunos possuíam sobre os conceitos abordados, bem como avaliar a melhoria do processo de ensino-aprendizagem do conceito de “reação química”.In this work, Computational Chemistry methods were used to develop didactic material, from data obtained with the GaussView 3.0® and Gaussian 03W® programs. The main objective of the work is to improve the performance of the teaching-learning process of concepts directly related to chemical reactions. The hydrogenation, hydrohalogenation and halogenation reactions were studied. DFT calculations with B3LYP functional and 6-31+G* basis sets, for hydrogenation reactions, and 3-21+G* for hydrohalogenation and halogenation reactions. DFT method was used with B3LYP functional and 6-31 + G * basis sets, for hydrogenation reactions, and B3LYP/3-21+G*, for hydrohalogenation and halogenation reactions. The qualitative and quantitative results obtained from the computational study of the investigated reactions are consistent with theoretical predictions. From the computational results, three tutorials were developed, one for each studied reaction, addressing different aspects: “Structures”, “General Representation”, “Charges” and “Energies”. The developed tutorials were applied in experimental classes, in school Orlando Venâncio dos Santos (public), located in Cuité city. The classes were performed in computer labs and classrooms for student volunteers. The adopted pedagogical practice was composed of five meetings and eight classes of 45 minutes. From application of questionnaires (pretest and posttest) were possible to analyze alternative conceptions that students had about the addressed concepts, and to evaluate the improvement of teaching and learning of the concept of “chemical reaction”.En este trabajo se utilizaron métodos de Química Computacional para la elaboración de material didáctico, a partir de datos obtenidos con los programas GaussView 3.0® y Gaussian 03W®. El objetivo principal del trabajo es mejorar el rendimiento del proceso de enseñanza-aprendizaje de conceptos directamente relacionados con las reacciones químicas. Se estudiaron las reacciones de hidrogenación, hidrohalogenación y halogenación. Se utilizó el método DFT con el funcional B3LYP y los conjuntos de bases 6-31+G*, para las reacciones de hidrogenación, y 3-21+G*, para las reacciones de hidrohalogenación y halogenación. Los resultados cualitativos y cuantitativos obtenidos del estudio computacional de las reacciones investigadas son consistentes con las predicciones teóricas. A partir de los resultados computacionales se elaboraron tres tutoriales computarizados, uno para cada reacción en estudio, abordando diferentes aspectos: “Estructuras”, “Representación General”, “Cargas” y “Energías”. Las tutorías desarrolladas fueron aplicadas en clases experimentales, en la Escuela Estadual de Enseñanza Secundaria y Básica (pública) Orlando Venâncio dos Santos, ubicada en la ciudad de Cuité. Las clases se llevaron a cabo en laboratorios de computación y en aulas para estudiantes voluntarios. La práctica pedagógica adoptada consistió en cinco encuentros y ocho clases de 45 minutos. A partir del uso de cuestionarios (pretest y postest) fue posible analizar las concepciones alternativas que tenían los estudiantes sobre los conceptos abordados, así como evaluar la mejora del proceso de enseñanza-aprendizaje del concepto de “química”. reacción".Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Educação e Saúde - CESUFCGSANTANA, Otávio Luis de.SANTANA, O. L. de.http://lattes.cnpq.br/4568073180485131PAULA, José Carlos de Freitas.DANTAS, Josivânia Marisa.LUCENA NETO, Marciano Henrique de.CORDEIRO, Diego Oliveira.20102019-09-16T17:11:11Z2019-09-162019-09-16T17:11:11Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7037CORDEIRO, Diego Oliveira. Utilização da química computacional na elaboração de material didático para o ensino de reações químicas. 2010. 68fl. 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