Química 12.º Ano Unidade 2 – Combustíveis, Energia e Ambiente Carlos Alberto da Silva Ribeiro de Melo Lição n.º 54 Sumário: Continuação da aula anterior. Hidrocarbonetos: grupos funcionais. Isomeria. COMPETÊNCIAS A PROMOVER ESTRATÉGIAS DE ENSINO RECURSOS Interesse e empenho dos Usar as regras de nomenclatura da IUPAC para compostos orgânicos, para atribuir nomes e escrever A aula inicia-se com a conclusão da aula anterior: fórmulas de estrutura dos compostos com os grupos nomenclatura de hidrocarbonetos cíclicos e aromáticos; alunos em sala de aula; Comportamento e disposição funcionais álcool e éter, aldeídos e cetonas, ácidos carboxílicos e ésteres e aminas e amidas; exemplos; diferentes identidades, com a mesma fórmula molecular, mas com diferentes arranjos dos átomos Iniciar o estudo da isomeria referindo os possíveis tipos de na molécula, diferentes propriedades físicas e muitas isomeria. vezes diferentes propriedades químicas. dos alunos em sala de aula; Colocar numa tabela os principais grupos funcionais, juntamente com a sua fórmula geral, terminação e Associar o conceito de isómeros a compostos com AVALIAÇÃO Manual. Registos escritos dos alunos sobre as informações fornecidas na sala de aula; Respostas dos alunos aos exercícios propostos. 1 Aula n.º 6 Breve descrição da aula Nomenclatura IUPAC de grupos funcionais: álcoois, ácidos carboxílicos, aminas, amidas, éteres, ésteres, aldeídos e cetonas; Tempo 90 minutos. Objectivos de aprendizagem Usar as regras de nomenclatura da IUPAC para compostos orgânicos, para atribuir nomes e escrever fórmulas de estrutura dos compostos com os grupos funcionais álcool e éter, aldeídos e cetonas, ácidos carboxílicos e ésteres e aminas e amidas; Associar o conceito de isómeros a compostos com diferentes identidades, com a mesma fórmula molecular, mas com diferentes arranjos dos átomos na molécula, diferentes propriedades físicas e muitas vezes diferentes propriedades químicas; Principais dificuldades previstas As principais dificuldades que se prevêem surgir durante o desenvolvimento da aula estão relacionadas com a introdução dos grupos funcionais que em alguns casos podem ser confundidos dadas as suas semelhanças. Também é possível que os fenómenos de isomeria não sejam bem assimilados enquanto leccionados teoricamente sem a resolução de exercícios devido à sua complexidade. Desenvolvimento da aula O início desta aula será idêntico ao final da aula anterior, uma vez que será a continuação da nomenclatura de compostos cíclicos e compostos aromáticos. Nesta altura, pergunta-se também aos alunos se têm alguma dúvida sobre a matéria nova leccionada na aula anterior. Findo o assunto, já descrito no plano da aula anterior, introduzem-se os principais grupos funcionais, de acordo com a tabela indicada. (tabela 1) Grupo Funcional Fórmula Geral Álcool CnH2n+2O Nomenclatura Exemplo (C3) A maior cadeia é a que contém o grupo –OH A numeração da cadeia principal é feita a partir da extremidade mais próxima do grupo funcional Terminação: …–ol 2 CnH2n+2O A maior cadeia é a que contém o grupo –O– A numeração da cadeia principal é feita a partir do grupo funcional para cada uma das extremidades Terminação: éter …–ílico CnH2nO A maior cadeia é a que contém o grupo –COH A numeração da cadeia principal é feita a partir da extremidade mais próxima do grupo funcional Terminação: …–al CnH2nO A maior cadeia é a que contém o grupo –CO– A numeração da cadeia principal é feita a partir da extremidade mais próxima do grupo funcional Terminação: …–ona CnH2nO2 A maior cadeia é a que contém o grupo –COOH A numeração da cadeia principal é feita a partir da extremidade mais próxima do grupo funcional Terminação: ácido …–óico CnH2nO2 A maior cadeia é a que contém o grupo –COO– A numeração da cadeia principal é feita a partir do grupo funcional para cada uma das extremidades Terminação: …–ato de… CnH2n+3N Os nomes das aminas são construídos pelos radicais ligados ao átomo N por ordem alfabética Terminação: …–amina CnH2n+1ON O nome das amidas é construído pelo nome do respectivo ácido substituído pelo prefixo –amida Os radicais ligados ao átomo N por ordem alfabética Terminação: …–amida Éter Aldeído Cetona Ácido Carboxílico Éster Amina Amida Depois de elaborada a tabela com os principais grupos funcionais refere-se apenas que os pares elaborados “álcool-éter”, “aldeído-cetona” e “ácido carboxílico-éster” por apresentarem a mesma fórmula geral são considerados isómeros funcionais. De seguida unem-se os conhecimentos de compostos 3 aromáticos para se determinar grupos funcionais de compostos aromáticos e do respectivo grupo alquilo: o fenil. Posto isto deve-se referir que existem alguns grupos funcionais que podem ser primários, secundários ou terciários de acordo com o número de substituintes que têm. Para o caso dos álcoois, esta identificação depende do número de radicais que o átomo C ligado ao grupo hidroxilo contém. O mesmo acontece com as aminas e com as amidas, mas relativamente ao átomo N. Em cada uma das situações referidas acima vão-se ilustrando alguns exemplos, nomeadamente os apresentados na tabela. Uma vez que se introduziu o conceito de isomeria funcional, faz-se referência à origem da palavra, reforçando a importância para a compreensão da química orgânica. Posto isto, o tempo restante de aula será de resolução de exercícios do manual onde cada aluno vai respondendo individualmente. Estratégias e Actividades A aula inicia-se com a conclusão da aula anterior: nomenclatura de hidrocarbonetos cíclicos e aromáticos; Colocar numa tabela os principais grupos funcionais, juntamente com a sua fórmula geral, terminação e exemplos; Iniciar o estudo da isomeria referindo os possíveis tipos de isomeria. Materiais e Recursos Manual. Avaliação Resolução de exercícios. Reflexão Esta aula tinha como objectivo principal introduzir os conceitos de grupo funcionais nos hidrocarbonetos. O início da aula, tal como descrito serviu de conclusão à aula anterior. Uma vez que os alunos dominam bem a nomenclatura de alcanos, alcenos e alcinos, a nomenclatura dos respectivos compostos cíclicos não foi dificuldade para eles e leccionou-se de um modo simples e bem entendido por todos. Ainda da aula anterior restava a nomenclatura de compostos aromáticos, onde alguns alunos já evidenciaram algumas dificuldades na percepção das posições –orto, –meta e –para, bem como dos nomes comuns atribuídos a estes compostos. Posto isto, iniciou-se o estudo dos grupos funcionais. Logo após a introdução do primeiro par (álcool-éter), os alunos questionaram-se sobre a possibilidade de existirem compostos diferentes com a mesma fórmula geral. Foi positivo para a aula porque se introduziu aqui um conceito muito importante da química orgânica que é a isomeria. Ao contrário da nomenclatura anteriormente referida, os alunos nunca tiveram no seu percurso escolar química orgânica de grupos funcionais abordada de um modo tão directo, pelo que ao longo da aula e à medida que se ia mudando 4 de grupo funcional, as dúvidas e questões iam surgindo. Nota-se bem a inexistência de conhecimentos prévios de química orgânica pelo tipo de nomenclatura que iam dando aos compostos desenhados no quadro. Assim, a aula foi mais extensa do que inicialmente previsto, devido às constantes dúvidas dos alunos, mas terminada sinto que todos assimilaram o que era pretendido tendo sido deixado trabalho de casa do manual para correcção na última aula relativa ao tema. 5