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XI Encontro de Educação em Química da Bahia (EDUQUI)
O princípio da incerteza de Heisenberg em livros didáticos de química
para o ensino médio
Edvaldo Silva dos Santos1 (ID)*, José Luis de Paula Barros Silva1 (PQ). [email protected]
1
Instituto de Química da UFBA - Campus de Ondina - 40.170-115 - Salvador - BA.
Palavras Chave: modelos atômicos; ensino de química; principio da incerteza de Heisenberg.
Introdução
O principio da incerteza de Heisenberg é um dos
conceitos fundamentais da teoria quântica. Tomado
numa perspectiva realista1, indica a impossibilidade
de se conhecer as trajetórias dos entes quânticos,
tais como elétrons, átomos e moléculas. O principio
da incerteza é indispensável ao estudo do modelo
atômico da matéria, pois implica na indeterminação
de trajetórias dos elétrons em volta dos núcleos
atômicos e contribui para a passagem ao modelo
dos orbitais2. O ensino do princípio da incerteza,
além de explicar a incerteza das órbitas eletrônicas
e a limitação do modelo de Bohr, aproxima os
alunos do modelo atômico dos orbitais e, também,
dos conteúdos da Física. Ademais, contribui para a
atualização de conhecimentos do ensino médio9.
O objetivo deste trabalho é investigar como o
princípio da incerteza é apresentado nos livros
didáticos de química para o ensino médio
aprovados no PNLD20123-7, por serem os livros
distribuídos às escolas públicas do País.
Selecionamos para análise os trechos relativos ao
principio da incerteza, aos modelos atômicos de
Bohr e dos orbitais e, especificamente, à passagem
das trajetórias eletrônicas do modelo de Bohr para
os orbitais.
Resultados e Discussão
Nossa análise revela que três dos livros3,4,5 não
discutem o princípio da incerteza de Heisenberg,
nem em conexão com os modelos atômicos, nem
em separado. Nestas obras, o modelo atômico mais
avançado é o modelo de Bohr, ou BohrSommerfeld, assim mesmo, tratados com pouca
profundidade.
Mortimer e Machado6 dedicam 2 pequenos
parágrafos à incerteza, associada à natureza dual
da matéria e considerada como inerente dos
fenômenos quânticos. Concluem que as órbitas
eletrônicas devem ser abandonadas por serem
analogias com teorias clássicas. O argumento,
embora correto, do ponto de vista duma
interpretação dualista positivista1, deixa a desejar
em clareza.
Santos e Mól7 discutem mais extensamente o
princípio da incerteza incluído como uma subseção
do texto do modelo quântico para o átomo. São
feitas associações com o comportamento dual da
matéria, com a indeterminação simultânea da
posição e do momento de um elétron e com a
trajetória de um corpo, de modo separado. Contudo,
o texto peca pela falta de articulação dessas ideias,
de modo a concluir pela impossibilidade de
determinação das trajetórias dos elétrons nos
átomos e a necessidade de um modelo mais
avançado que aquele proposto por Bohr.
Conclusões
Ao analisarmos os livros didáticos de química para
o ensino médio verificamos que: (a) o princípio da
incerteza é deixado de lado ou em segundo plano
no momento do ensino de modelos atômicos; (b) o
ensino do modelo atômico de orbitais é posto de
lado por alguns autores; e (c) que, quando o modelo
atômico de orbitais é ensinado, deixa a desejar: o
ponto especialmente problemático é a passagem do
modelo atômico de Bohr para o modelo de orbitais,
feita sem as considerações necessárias acerca da
incerteza das órbitas dos elétrons nos átomos.
Em vista do exposto, faz-se necessária a
elaboração de uma proposta didática que considere
o princípio da incerteza e explique a necessidade do
modelo dos orbitais. Tal proposta deve, inclusive,
buscar a aproximação dos conteúdos das
disciplinas de química e de física, buscando que os
alunos alcancem melhor compreensão dos modelos
atômicos da matéria.
Agradecimentos
Agradeço a todos aqueles que contribuíram para
elaboração deste trabalho.
____________________
1
PESSOA Jr., O. Conceitos de física quântica. São Paulo: Livraria da
Física, 2003.
2
SANTOS, E. S. Modelo atômico (didático) Bohr-Heisenberg. 2013.
Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) - Instituto de
Química, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2013.
3
LISBOA, J. C. F. (Org.). Química. São Paulo: SM, 2010. v. 1.
4
PERRUZO, F. M.; CANTO, E. L. Química na abordagem do
cotidiano. 4 ed. São Paulo: Moderna, 2006. v. 1.
5
FONSECA, M. R. M. Química: meio ambiente, cidadania,
tecnologia. São Paulo: FTD, 2010. v. 1.
6
MORTIMER, E. F.; MACHADO, A. H. Química. São Paulo:
Scipione, 2012. v.1.
7
SANTOS, W.; MÓL, G. (Coord.). Química cidadã. São Paulo: Nova
Geração, 2010. v. 1 e v. 3.
8
BRASIL. Ministério da Educação. Secretária da Educação Básica.
Orientações curriculares para o Ensino Médio. Ciências da
natureza, matemática e suas tecnologias. v. 2. Brasília: MEC/SEB,
2006.