“QUÍMICA EM GERAL” A PARTIR DE UMA TABELA PERIÓDICA NO

UNIVERSIDADE DO GRANDE RIO

UNIGRANRIO

WANDERLEY CARREIRA

“QUÍMICA EM GERAL” A PARTIR DE UMA TABELA

PERIÓDICA NO MICROSOFT EXCEL: UMA ESTRATÉGIA

DE ENSINO DE QUÍMICA NA EDUCAÇÃO BÁSICA

Duque de Caxias

2010

WANDERLEY CARREIRA

UNIVERSIDADE DO GRANDE RIO

“QUÍMICA EM GERAL” A PARTIR DE UMA TABELA



Dissertação apresentada à Universidade do

Grande Rio “Prof. José de Souza Herdy”, como

parte dos requisitos parciais para obtenção do

grau de mestre em Ensino das Ciências na

Educação Básica.

Área de concentração: Ensino de Química.

Orientador: Professora Doutora Wilma Clemente de Lima

Co-Orientador: Professora Doutora Cristina Novikoff

.

Duque de Caxias - RJ

2010

WANDERLEY CARREIRA

“QUÍMICA EM GERAL” A PARTIR DA TABELA



Esta dissertação foi julgada adequada para a

obtenção do título de Mestre em Ensino de

Ciências na Educação Básica na forma final pelo

Orientador e pela Banca Examinadora.

Aprovada em: 29 de abril de 2010

Banca Examinadora:

__________________________________________________________________

Profa. Dr

a Wilma Clemente de Lima Pinto

Universidade do Grande Rio

_________________________________________________________________

Prof. Dr. Marcelo Sierpe Pedrosa

IFRJ

_________________________________________________________________

Profa. Dr

a. Cristina Novikoff


_________________________________________________________________

Prof. Dr. Zenildo Buarque de Morais Filho


.

CATALOGAÇÃO NA FONTE/BIBLIOTECA – UNIGRANRIO

C314 Carreira, Wanderley.

“Química em geral” a partir de uma tabela periódica no microsoft excel: uma estratégia de ensino de química na educação básica./ Wanderley Carreira. – 2010.

142 f. : il. ; 30 cm.

Dissertação (mestrado em Ensino de Ciências na Educação Básica) –

Universidade do Grande Rio “Prof. José de Souza Herdy”, Escola de Educação,

Ciências, Letras, Artes e Humanidades, 2010.

“Orientadora: Profª. Wilma Clemente de Lima.”

“Co-Orientadora: Prof.ª Cristina Novikoff.”

Bibliografia: p. 99-100

1. Educação. 2. Educação básica. 3. Química– estudo e ensino.

Química - Tabela periódica. I. Lima, Wilma Clemente. II. Novikoff, Cristina.

III. Universidade do grande Rio “Prof. José de Souza Herdy”. IV. Título.

CDD –370

CDD -

617.6

DEDICATÓRIA

Aos meus pais, Wanderley Carreira e Darcy

Vitoria, que sempre acreditaram na

educação como um caminho para ascensão

social e que me deram incondicional apoio

durante a minha formação.

A minha primeira professora, Maria Helena

(1977), que me ensinou os primeiros passos

e me fez superar o medo do “Quadro de

Giz”.

A dois primos: Sandra Assumpção e

Fernando Assumpção que preencheram a

lacuna de dois irmãos e serviram de modelo

para minha formação.

A minha esposa, Dayse Brum, por toda

paciência, compreensão incondicional e

apoio nesses últimos dois anos tão

conturbados.

Aos meus amigos da “Velha Guarda” do

Laboratório: Francisco Alves, Lúcio Cunha,

Hélio Thomaz, José Fernando, Paulo Silva

e Rosangela Henriques que foram

responsáveis pela minha formação

profissional.

Aos professores do Programa de Pós-

Graduação em Ensino das Ciências da

Unigranrio pelo carinho, parceria,

dedicação e profissionalismo demonstrando

ao longo desses dois anos.

AGRADECIMENTOS

Quando criança, embora não fosse fã de Roberto Carlos, eu queria ter um milhão de amigos.

Obviamente, não cheguei a esse expressivo número. Não obstante, a sinergia proporcionada

pelos poucos amigos que possuo é suficiente o bastante para ultrapassar a milhão deles. Hoje,

um antigo sonho se realiza. Contudo, cabe lembrar que nada é feito sozinho. Tolos são

aqueles que pensam dessa forma. Destarte, preciso dividir o mérito dessa conquista, agradecer

e reconhecer aqueles que direta ou indiretamente me auxiliaram na concepção desse trabalho.

A começar pelos meus companheiros de turma: Alex Coelho, Sérgio Trindade e em especial

Andrea Lima e Valessa Lessa, pois sem eles não haveria a excelente turma, da qual fiz parte.

Aos amigos Wagner Bahia, Ricardo Gomes, Andre Alves, Charles Bessa, Paulo Silva e Helio

Thomaz que fizeram parte da “Família Laboratório”. Aos amigos do Dream Team:

Wellington Santos, Clara Simões, Amanda Assis, José Fernando, Sabrina Silva, Renan

Rosário, Andre Primo, Felipe Batista, Ana Carolina Abrahão, Lidiane Janaira, Natália Borba,

Jailton Deveza e Bruno Quintanilha pela torcida e apoio e, em especial, ao Fábio Felisberto

pelas revisões ortográficas. A fraternal amiga Rosangela Henriques pelas exaustivas revisões

sugestões na composição desse texto e a escudeira Claudia Sampaio pela captura e tratamento

das imagens utilizadas durante muitas madrugadas. Aos demais amigos da Fábrica de

Lubrificantes Fernando Mackert, Tiago Silva e Gilson Rocha pelas palavras de apoio e ânimo,

não esquecendo dos amigos Renato Chalub e Roberto Biato pelo incontestável apoio nas

semanas que antecederam a defesa da dissertação. Ao fraterno amigo, professor Sergio

Henrique, por se fazer presente nos momentos em que eu mais precisei. Ao amigo Alex

Beringuy pelas primeiras lições de informática. Ao amigo Alexandre Mendes pelo incentivo e

parceria a Marta Mendes pela indicação das referências bibliográficas. Ao amigo e

coordenador do Curso de Tecnologia em Gestão da Produção Industrial (IFRJ) Marcelo

Lacerda por conciliar meu horário de trabalho no IFRJ, para que eu pudesse atingir o meu

objetivo. Ao Leonardo Pardal pela vital ajuda no Congresso realizado na Espanha. Aos

professores Herbert Martins; Haydea Reis, Jacqueline Lima, Frederico Allan, Luiz Eduardo

por compartilharem suas experiências e fundamentar essa pesquisa e, em especial, aos

professores Marcelo Pedrosa, Zenildo Morais, Wilma Pinto e a professora Cristina Novikoff

por suas valorosas contribuições no delineamento metodológico dessa pesquisa. Aos

professores que fizeram parte da equipe de avaliação da T Wanc®©

. Aos meus pais pela

torcida para que tudo desse certo e a minha esposa, Dayse Brum, pela compreensão e

presença ao meu lado nos finais de semana, Natal, Ano Novo, Carnaval, Páscoa, etc.

Finalmente, ao Grande Escritor dessa história: Deus, o qual me concedeu a força e

perseverança, como também me regalou com grandes seres humanos que foram vitais na

encenação de mais esse capítulo da minha vida e mais uma vez fez-me acreditar que um

somente evolui a partir de outros homens..

Jamais considere seus estudos como

uma obrigação, mas como uma

oportunidade invejável para aprender

a conhecer a influência libertadora

da beleza do reino do espírito, para o

seu próprio prazer pessoal e, para o

proveito da comunidade à qual o seu

futuro trabalho pertencer.

Albert Einstein

RESUMO

O produto desse trabalho é o resultado de uma pesquisa mista (qualitativa/quantitativa)

aplicada que teve por principal objetivo desenvolver um recurso didático para o ensino de

Química, a partir de uma Tabela Periódica desenvolvida no Microsoft Excel – T Wanc®©

. A

metodologia empregada no desenvolvimento desse recurso implicou na análise interpretativa

de diferentes instrumentos sob os quais o ensino da química está alicerçado, tais como: Lei de

Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDBEN), Parâmetros Curriculares Nacionais para

o Ensino Médio (PCNEM), Orientações Curriculares para o Ensino Médio, livros de química

constantes do Programa Nacional do Livro para o Ensino Médio (PNLEM) e sites dedicados a

Tabela Periódica. Posteriormente, foram discutidas as limitações desses livros e sites sob o

prisma da contextualização e interdisciplinaridade e se estabeleceu um diálogo entre a Tabela

Periódica e temas, tais como a toxicologia, geologia, ecologia, nutrição, fisiologia, dentre

outros, culminando-se em uma proposta didática, com uma abordagem diferenciada daquela

comumente praticada pelos manuais didáticos. A avaliação da T Wanc®©

, por seis professores

que já ministram ou ministraram o tema em questão, tabela periódica, sinalizou para

possibilidade de sua utilização como um recurso didático nas aulas de Química na educação

básica.

Palavras-chave: Tabela Periódica. Ensino de química. Livro didático.

ABSTRACT

The product of this work is the result of a qualitative and quantitative research applied that

was aimed to develop a resource for the teaching of chemistry, from a periodic table

developed in Microsoft Excel - T Wanc®©

. The methodology used in developing this action

resulted in an interpretative analysis of different instruments under which the teaching of

chemistry is founded, such as the Brazilian Law of Directives and Bases of National

Education (LDBEN), the Brazilian National Curriculum Parameters for Secondary Education

(PCNEM) Curriculum Guidelines for High School, chemistry books in the National Textbook

Program for high school (PNLEM) and websites dedicated to the Periodic Table. Later,

participants discussed the limitations of books and selected sites in the light of context and

interdisciplinarity has established a dialogue between the Periodic Table and issues such as

toxicology, geology, ecology, nutrition, physiology, among others, culminating in a didactic

proposal with a different approach from that commonly practiced by the textbooks. The

evaluation of the proposed application (T Wanc®©

) by six teachers, who have ministers or the

content in question, signaled the possibility of its use as a teaching tool in chemistry class in

basic education.

Keywords: Periodic Table. Chemistry education. Textbook.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 13

2 REVISÃO DA LITERATURA ........................................................................................ 16

2.1 Conceitos Caros ao Ensino ........................................................................................... 16

2.1.1 Racionalidade, Ensino-aprendizagem, Interdisciplinaridade, Contextualização.......... 16

2.1.2 O Papel da Química na Educação ................................................................................ 20

2.2 A raiz da ciência Química: Tabela Periódica ............................................................... 23

2.3 Tabela Periódica: de Tales à IUPAC ............................................................................ 24

2.3.1 As Perguntas Movem o Mundo .................................................................................... 25

2.3.2 Alquimia e Iatroquímica ............................................................................................... 32

2.3.3 O “Re-Nascimento” de uma Ciência ............................................................................ 35

2.3.4 A Química do Século XVIII ......................................................................................... 37

2.3.5 A Química No Século XIX ........................................................................................... 42

2.3.6 A Evolução da Tabela Periódica .................................................................................. 46

2.3.7 IUPAC Como Entidade Normalizadora ....................................................................... 63

3 METODOLOGIA ............................................................................................................. 66

3.1 Tipo de Estudo .............................................................................................................. 66

3.2 Questões de Pesquisa .................................................................................................... 67

3.3 Fases da Pesquisa ......................................................................................................... 68

3.3.1 Fase 1: Levantamento no Portal CAPES e artigos correlatos ...................................... 68

3.3.2 Fase 2: Revisão de Documentos Normativos ............................................................... 68

3.3.3 Fase 3: Levantamento de Livros Didáticos .................................................................. 69

3.3.4 Fase 4: Levantamento de Sites Dedicados ao Tema ..................................................... 69

3.3.5 Fase 5: Análise Interpretativa dos Livros e Sites .......................................................... 69

3.3.6 Fase 6: Fundamentação Teórica e Desenvolvimento da T Wanc®©

no Excel.............. 71

3.3.7 Fase 7 - Experimentação da T Wanc®©

........................................................................ 74

3.4 Tratamento dos Dados .................................................................................................. 76

4 APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ............................................ 79

4.1 A Avaliação dos Livros Didáticos ................................................................................ 79

4.2 A avaliação dos sites..................................................................................................... 83

4.3 Experimentação Laboratorial da Versão Beta da T Wanc®©

....................................... 86

4.3.1 Análise do discurso docente: Perfil do Professor e Aulas sobre Tabela Periódica ...... 86

4.3.2 Análise do discurso docente: Avaliação da T Wanc®©

pelos professores .................... 89

4.4 Apresentação da T Wanc®©

.......................................................................................... 91

5 CONCLUSÕES .............................................................................................................. 107

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................... 109

Apêndice A: Tabela Periódica dos elementos segundo a IUPAC .......................................... 121

Apêndice B: Linha do Tempo - elementos químicos e a Tabela Periódica ............................ 122

Apêndice C: Os seis livros didáticos selecionados para avaliação do conteúdo Tabela

Periódica ................................................................................................................................. 124

Apêndice D: Matriz com os resultados da avaliação do capítulo Tabela Periódica dos seis

livros didáticos ........................................................................................................................ 125

Apêndice E: Relação dos trinta sites selecionados para avaliação ......................................... 126

Apêndice F: Matriz com o resultado da avaliação dos sites selecionados ............................. 129

Apêndice G: Imagem de abertura dos sites avaliados ............................................................ 130

Apêndice H: Referências bibliográficas utilizadas na concepção da T Wanc®©

................... 131

Apêndice I: T Wanc®©

– Tela de abertura ampliada .............................................................. 137

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 2.1: Tabela Periódica como raiz da ciência Química .................................................... 24

Figura 2.2: Os cinco sólidos platônicos: o tetraedro (fogo), o hexaedro (terra),o octaedro (ar),

icosaedro (água) e o dodecaedro (universo). ............................................................................ 28

Figura 2.3: Os cinco elementos na visão de Aristóteles com suas respectivas propriedades

associados aos sólidos platônicos. ............................................................................................ 30

Figura 2.4: Lista original das substâncias simples (“elementos”) segundo Lavoisier em 1789

.................................................................................................................................................. 40

Figura 2.5: Notação (pictogramas) usada por Dalton para representação dos átomos,

publicadas em seu livro Um Novo sistema filosófico da química. .......................................... 43

Figura 2.6: Comparação entre algumas massas atômicas de Dalton e os valores já conhecidos

em 1872 .................................................................................................................................... 45

Figura 2.7: Analogia entre as Tríades propostas de Döbreiner e a Tabela Periódica atual ...... 47

Figura 2.8: Sistema em “V” proposto por Leopold Gmelin para ordenação dos elementos em

1843. ......................................................................................................................................... 48

Figura 2.9: Deslocamento da extremidade direita do sistema de Gmelin para baixo. ............. 49

Figura 2.10: Analogia entre o sistema proposto por Leopold Gmelin e a Tabela Periódica atual

.................................................................................................................................................. 49

Figura 2.11: Parafuso de Alexandre De Chancourtois ............................................................. 50

Figura 2.12: Tabela de William Odling publicada em 1864 .................................................... 52

Figura 2.13: Tabela de Newlands ilustrando a lei das oitavas apresentada à Chemical Society

em 1866 .................................................................................................................................... 53

Figura 2.14: Primeira Tabela de Lothar Meyer, 1864 .............................................................. 55

Figura 2.15: Sistema ortogonal desenvolvido por Lothar Meyer em 1870 .............................. 55

Figura 2.16: Tabela Periódica refletindo o periodismo de Lothar Meyer, 1872. ..................... 56

Figura 2.17: Primeira Tabela desenvolvida por Mendeleev, em 1869. a) versão manuscrita; b)

versão impressa ........................................................................................................................ 57

Figura 2.18: Segunda versão da Tabela Periódica de Mendeleev, publicada em 1871. ........... 58

Figura 2.19: Tabela Periódica organizada por Mendeleeev em 1879. ..................................... 59

Figura 2.20: Tabela mais moderna organizada por Mendeleev................................................ 59

Figura 2.21: Relação linear observada por Henry Moseley em 1913 ...................................... 61

Figura 2.22: Tabela Periódica antes e depois da intervenção de Glenn Seaborg. .................... 63

Figura 3.1: Categorias utilizadas para avaliação dos livros e sites ........................................... 70

Figura 3.2: Estrutura da T Wanc®©

.......................................................................................... 73

Figura 4.1: Tela de abertura contendo o detalhamento dos temas que são tratados na T

Wanc®©

. .................................................................................................................................... 92

Figura 4.2: Axioma genérico considerando a interação de um átomo genérico e as suas inter-

relações ..................................................................................................................................... 93

Figura 4.3: T Wanc®©

Classificação geral dos elementos químicos ........................................ 94


Classificação geral dos elementos químicos – Expansão dos

lantanídeos e actinídeos ............................................................................................................ 94


Tabela e a linguagem padronizada da química – Número Atômico .... 95

Figura 4.6 T Wanc®©

Tabela e a linguagem padronizada da química – Símbolo .................... 96

Figura 4.7: Informações obtidas para o elemento cálcio (Ca) a partir do site NIST Webbok. 96


Elementos Químicos e Nutrição ........................................................... 97

Figura 4.9: Ampliação de parte da tela Elementos Químicos e Nutrição................................. 98


Elementos Químicos e Nutrição – Fontes naturais ............................ 99


Elementos Químicos e Nutrição – Simulação de dietas ................... 100


Elementos Químicos e Nutrição – Resultado da simulação de uma

dieta ........................................................................................................................................ 101

Figura 4.13: Detalhe da legenda usada identificação dos tipos de alimentos usados na dieta101

Figura 4.14: Propaganda em favor do uso de medicamentos à base de cálcio para tratamento

sintomático contra a osteoporose, uma doença que atinge mais de vinte e cinco milhões de

pessoas no mundo. .................................................................................................................. 102


Elementos e Agricultura ................................................................... 103


Tabela periódica e os ciclos biogeoquímicos ................................... 104


Tabela Periódica e ciclo biogeoquímico do cálcio ........................... 105

LISTA DE QUADROS

Quadro 3.1: Questões para análise do discurso docente: perfil do professor ........................... 74

Quadro 3.2: Questões para análise do discurso docente: aulas sobre tabela periódica ............ 75

Quadro 3.3: Questões para análise do discurso docente: Avaliação da T Wanc®©

.................. 76

Quadro 3.4: Detalhamento das categorias utilizadas na análise dos livros didáticos, sites e

discurso docente. ...................................................................................................................... 77

Quadro 3.5: Classificação das variáveis sob estudo: VCD e VCO .......................................... 78

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 4.1: Resultado da avaliação dos livros por categoria .................................................. 80

Gráfico 4.2: Resultado da avaliação do eixo contextualizador e interdisciplinar dos livros .... 81

Gráfico 4.3: Resultado da avaliação dos sites por categoria .................................................... 84

Gráfico 4.4: Resultado da avaliação eixo contextualizador e interdisciplinar dos sites ........... 85

Gráfico 4.5: Análise do Discurso Docente: Perfil do professor ............................................... 87

Gráfico 4.6: Análise do Discurso Docente: Aulas sobre Tabela Periódica .............................. 88

Gráfico 4.7: Análise do Discurso Docente: Avaliação da versão beta da T Wanc®©

.............. 90

LISTA DE SÍMBOLOS

®: Marca registrada

©: Direitos autorais (Copyright)

LISTA DE ABREVIATURAS

ACS: American Chemical Society

BDP: Base de Dados Principal

BDS: Base de Dados Secundária

CAS: Chemical Abstract Service

CEB: Coordenadoria de Educação Básica

C&I: Contextualizador e Interdisciplinar

CTSA: Ciência, Tecnologia, Sociedade e Meio Ambiente

DCN: Diretrizes Curriculares Nacionais

ENEM: Exame Nacional do Ensino Médio

IFRJ: Instituto Federal de Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro

INEP: Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira

IACS: International Association of Chemical Societies

IUPAC: International Union of Pure and Applied Chemistry

LDBEN: Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional

NASA: National Aeronautics and Space Administration

NIST: National Institute of Standards and Technology

PCNEM: Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio

OIT: Organização Internacional do Trabalho

PCN+: Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares

Nacionais

PNLEM: Programa Nacional do Livro Didático para o Ensino Médio

T-Wanc: Tabela professor Wanderley Carreira

VBA: Visual Basic for Applications

VCD: Variável categórica dicotômica

VCO: Variável categórica ordinal

13

1 INTRODUÇÃO

Certamente, um dos maiores desafios enfrentados hoje no ambiente escolar é como

utilizar a contextualização e a interdisciplinaridade na prática pedagógica. Tanto que essa

questão vem sendo debatida por diversos pesquisadores há algum tempo (FRANSCISCHETT,

2005; ZANON, 2008; CARLOS, 2007), como também permeia a legislação de ensino vigente

(BRASIL, 1996; 2002; 2006). Críticas não faltam ao ensino da Química, em especial no

Ensino Médio (BELTRAN et al., 1991; CHASSOT, 2008; ZANON, 2008), por se priorizar o

tratamento dos conceitos dessa disciplina de modo fragmentado e descontextualizado, o que

para muitos autores se constitui em um dos responsáveis pelo elevado nível de rejeição por

parte dos alunos a essa disciplina (FERNANDES, 2007; NARCISO JR et al., 2000). Sob essa

ótica, ao tratar do ensino de Química fez-se o corte epistemológico sobre a classificação

periódica dos elementos. Isso porque a Tabela Periódica é o símbolo mais conhecido da

linguagem química e se constitui em um valioso instrumento didático para o ensino dessa

ciência (TOLENTINO et al., 1997; TROMBLEY, 2000), embora muitos estudantes a

reconheçam como um verdadeiro amontoado de informações que precisam ser essencialmente

memorizadas (CHRISPINO, 1994; DALLACOSTA et al., 1998; NARCISO JR et al., 2000).

Por outro lado, os trabalhos dedicados ao ensino da Tabela Periódica não têm se apresentado

alinhados à legislação vigente (BRASIL, 1996) e apontam para a necessidade de se

desenvolver novas abordagens para o seu ensino (BELTRAN et al., 1991; NARCISO JR et

al., 2000). Sob esse prisma, a “Química em Geral” a partir de uma Tabela Periódica no

Microsoft Excel: T Wanc

®© (CARREIRA; PINTO, 2009) visa a preencher parte dessa lacuna,

uma vez que o eixo norteador dessa dissertação de mestrado está fundamentado na

contextualização e interdisciplinaridade (BRASIL, 1996; 2002; 2006); necessidades básicas

da educação para o século XXI. Como motivadores para a concepção dessa pesquisa elencam-

se a vivência do autor como professor de cursos pré-vestibulares e da rede pública de ensino,

sua experiência no uso do Microsoft Excel voltado para o desenvolvimento de aplicações

14

industriais e, principalmente, por se acreditar que a Tabela Periódica não é algo absoluto, fora

do espaço, fora do tempo e tampouco uma simples base de dados de onde se extraem apenas

“números”, pois sódio, potássio, rubídio, césio e frâncio, podem ser mais que um conjunto de

nomes e símbolos.

Por que “Química em Geral” [...]? Realmente, o título da dissertação pode causar

estranheza ou inquietação, mas seu objetivo é realmente esse. Chamar a atenção acerca do

potencial didático que a Tabela Periódica pode oferecer ao ensino da Química como ciência

do cotidiano, entendendo-se que os elementos químicos constituintes das substâncias hoje

conhecidas, encontram-se primariamente ordenados na Tabela Periódica. Dessa forma,

acredita-se que ela sirva de base para se discutir/aprender a “Química em Geral”, ou seja, uma

aproximação entre a Química e a sociedade a partir da classificação periódica dos elementos.

Nessa linha, os principais objetivos dessa pesquisa constituem-se em apresentar à comunidade

de professores um recurso paradidático para o ensino da Química e por meio dele, divulgar o

potencial didático do Microsoft

Excel (MORAN et al., 2007) na perspectiva crítica

(progressista), como também ofertar um meio para que os elementos químicos sejam

trabalhados a partir de suas múltiplas relações com a sociedade, mediante um diálogo entre a

Tabela Periódica e diferentes temas, voltados para ciência, tecnologia, sociedade e meio

ambiente (CTSA) (CHAGAS, 1992; CHASSOT, 2001; CHRISPINO, 1994). A partir desses

dois objetivos, emergiram os seguintes objetivos específicos, a saber: i) Contribuir para novas

propostas de aplicações voltadas para o ensino por meio do uso eficiente dos laptops dos

professores; ii) Interpretar o capítulo Tabela Periódica presente nos livros didáticos a luz do

PCNEM, PCN+ e das Orientações Curriculares para o Ensino Médio; iii) Resgatar a evolução

da Tabela Periódica ao longo da história da Química e iv) Observar o que pensam os

professores a respeito do ensino do conteúdo Tabela Periódica e da T Wanc®©

.

Obviamente, para se desenvolver esse projeto, fundamentado na contextualização e

interdisciplinaridade (BRASIL, 1996; 2002; 2006), foi preciso reunir diferentes subsídios, o

que envolveu à consulta a legislação vigente, estudo pormenorizado do capítulo “Tabela

Periódica dos livros didáticos de química, avaliação de sites dedicados ao assunto,

levantamento de bibliografias específicas, correlatas ao ensino de Química, dentre outros.

Dessa forma, o relato desse estudo é feito em cinco capítulos. No primeiro, que se refere a

introdução é apresentado um panorama de como a pesquisa foi concebida, a motivação para

sua realização, seus objetivos principais e secundários, justificativas bem como a estrutura

básica da dissertação. O segundo capítulo, fundamental em toda dissertação, destina-se à

revisão da literatura, o qual se encontra dividido em duas partes. Na primeira delas, discorre-

15

se acerca dos conceitos caros ao ensino: racionalidade, ensino-aprendizagem,

interdisciplinaridade, contextualização, bem como o problema do ensino da Química e a

importância da Química como disciplina do ensino médio. Na segunda parte, resgata-se a

evolução da Tabela Periódica no decurso da história da química; partindo-se das primeiras

indagações a cerca da constituição da matéria até a Tabela Periódica atualmente recomendada

pela IUPAC. O terceiro capítulo é dedicado à metodologia, onde se classifica o tipo de estudo

realizado, reafirmam-se os objetivos, elencam-se as questões da pesquisa e detalham-se as

sete etapas envolvidas na concepção desse estudo, bem como a forma de tratamento dos dados

levantados. No quarto capítulo são apresentados e discutidos os resultados das avaliações dos

livros didáticos constantes do PNLEM (Programa Nacional do Livro do Ensino Médio), sites

dedicados a Tabela Periódica, a avaliação T Wanc®©

pelo grupo de professores envolvidos na

pesquisa, como também é apresentada a versão final do recurso paradidático proposto.

Finalmente, no último capítulo são feitas as considerações finais e reflexões sobre a pesquisa

como um todo, bem como as sugestões para continuidade desse estudo.

16

2 REVISÃO DA LITERATURA

2.1 Conceitos Caros ao Ensino

2.1.1 Racionalidade, Ensino-aprendizagem, Interdisciplinaridade,

Contextualização

Os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM) (BRASIL,

1999) são guias para instituições de ensino médio e docentes implementarem o modelo de

ensino estabelecido pela LDBEN (BRASIL, 1996). Esses documentos orientam para uma

organização curricular que, dentre outras questões, aborde os conteúdos de ensino de modo

contextualizado, aproveitando sempre as relações entre conteúdos e contexto para dar

significado ao aprendido, estimular o protagonismo e a autonomia intelectual do discente

(MENEZES et al., 2002).

A interdisciplinaridade também é uma orientação da LDBEN (BRASIL, 1996) por

meio dos PCNEM (BRASIL, 1999), cujo principal objetivo é fazer da sala de aula mais do

que um espaço para simples absorção e memorização de informações. Por isso, a

interdisciplinaridade se utiliza dos conhecimentos de várias áreas do saber na compreensão de

um problema, na busca de soluções, ou entendimento de um fenômeno sob vários pontos de

vista (MENEZES et al., 2002). Dessa forma, de acordo com a LDBEN (BRASIL, 1996) e os

PCNEM (BRASIL, 1999) é preciso aproveitar sempre as relações entre conteúdos e contexto

para dar significado ao aprendido (BRASIL, 2006). Por sua vez, os temas transversais estão

voltados para a compreensão e para a construção da realidade social e dos direitos e

responsabilidades relacionados com a vida pessoal e coletiva e com a afirmação do princípio

da participação política. Isso significa que devem ser trabalhados, de forma transversal, nas

áreas e nas disciplinas já existentes. Destarte esses temas correspondem a questões de

17

interesse da sociedade moderna, como por exemplo: saúde, meio ambiente, trabalho, dentre

outros (MENEZES et al., 2002).

A contextualização ganhou força a partir da reforma do ensino médio, quando da

promulgação da Lei de Diretrizes e Bases da Educação (BRASIL, 1996), que orienta para a

compreensão dos conhecimentos para uso cotidiano. Possui sua origem nas diretrizes que

estão definidas nos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (BRASIL, 1999),

que são orientações para os professores na aplicação desse modelo.

É fácil perceber que da perspectiva da contextualização deriva a

interdisciplinaridade, princípios organizadores de focos de desenvolvimento de uma

multiplicidade de relações entre pensamentos conceituais específicos a componentes

curriculares integrantes da área de Ciências Naturais (ZANON, 2008), cujos conceitos1 vêm

sendo introduzidos na literatura educacional há quase quarenta anos. E hoje, a LDBEN

(BRASIL, 1996) e os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (BRASIL,

1999) advogam explicitamente em seu favor.

Não obstante, Carlos (2007), em sua dissertação apontou a dificuldade em se

identificar no PCNEM uma clara definição do conceito de interdisciplinaridade, de modo a se

orientar a ação pedagógica dos professores de química, o que enreda a sua aplicação, pois,

sem saber “o que é” “como fazer” e “quando fazer”, fica mais difícil para o professor se

apropriar desse conceito e colocá-lo em prática apenas pela consulta a esses documentos.

Chassot (2008), também identificou um viés, ainda, muito “disciplinar” no PCNEM, pois o

documento apenas cita, mas não discute essa questão com o devido aprofundamento.

O que diferencia a disciplinaridade da interdisciplinaridade é que a primeira

“significa a exploração científica especializada de determinado domínio homogêneo de

estudo, isto é, um conjunto sistemático e organizado de conhecimentos que apresentam

características próprias nos planos do ensino, da formação, dos métodos e das matérias; esta

exploração consiste em fazer surgir novos conhecimentos que se substituem aos antigos”

(JAPIASSU, 1976 apud FRANSCISCHETT, 2005), enquanto a interdisciplinaridade

caracteriza-se pela intensidade das trocas entre os especialistas e pelo grau de integração real

das disciplinas no interior de um determinado campo (CARLOS, 2007; FRANSCISCHETT,

1Segundo Carlos (2007) e Francischett (2005) a interdisciplinaridade surgiu na França e Itália, em meados da década de

sessenta do século XX, como uma tentativa de elucidação e classificação temática das propostas educacionais. No final desse

mesmo ano, seus conceitos não só chegaram ao Brasil, como também influenciaram a Lei de Diretrizes e Bases Nº 5.692/71.

Desde então, entre erros e acertos, sua presença no cenário educacional brasileiro tem se intensificado; principalmente após a

sanção da LDBEN Nº 9.394 (BRASIL, 1996) e redação dos PCN (BRASIL, 1999), PCN+ (BRASIL, 2002) e as Orientações

Curriculares para o Ensino Médio (BRASIL, 2006).

18

2005), ou seja, a interdisciplinaridade é uma relação simbiótica entre áreas do saber. Todavia,

essa inter-relação acontece em maior ou menor extensão. Por tal razão, para distinguir esses

níveis de relacionamento foram criadas quatro classes de interação, a saber: i)

multidisciplinaridade; ii) pluridisciplinaridade; iii) interdisciplinaridade; e iv)

transdisciplinaridade (CARLOS, 2007; FRANSCISCHETT, 2005), que denotam o grau de

interação entre as disciplinas. Nessa linha, tanto Francischett (2005) quanto Carlos (2007),

fundamentados em Japiassú, definem a multidisciplinaridade como o primeiro nível de

integração entre os conhecimentos disciplinares, a qual predomina nas atividades e práticas de

ensino das escolas. Contudo, essa prática é marcadamente fracionada, visto que ainda não se

explora a relação entre os conhecimentos disciplinares, de modo a fomentar a cooperação

entre as disciplinas. Já pluridisciplinaridade, carrega em si algum tipo de interação entre os

conhecimentos, embora eles ainda se situem num mesmo nível hierárquico, não havendo

ainda a coordenação proveniente de um nível hierarquicamente superior. Por seu turno, a

interdisciplinaridade representa a terceira classe de interação entre as disciplinas,

sistematizada pela presença de uma axiomática comum a um grupo de disciplinas conexas e

definidas no nível hierárquico imediatamente superior, o que introduz a noção de finalidade.

Finalmente, a transdisciplinaridade representa um nível de integração disciplinar além da

interdisciplinaridade, uma espécie de coordenação de todas as disciplinas e interdisciplinas,

sobre a base de uma axiomática geral, em um contexto mais abrangente, gerando uma

interpretação mais holística dos fatos e fenômenos.

Felizmente, ao se examinar as Orientações Educacionais Complementares aos

Parâmetros Curriculares Nacionais – Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias

(PCN+) (BRASIL, 2002), já se observa uma maior preocupação, embora tênue, em se

reconhecer que a interdisciplinaridade muitas vezes alinhada ao contexto no aprendizado

permeia a transdisciplinaridade:

A natural relação entre interdisciplinaridade e contexto pode levar à conclusão

apressada de que seria mais difícil a presença do contexto no aprendizado de uma

única disciplina. O fato de o contexto ser usualmente transdisciplinar não dificulta

seu tratamento em cada disciplina. Isso deveria ser objeto de atenção na preparação

para o ensino, por exemplo, ao se sistematizarem e organizarem os temas, em torno

dos quais se conduz o aprendizado disciplinar que chamamos de temas

estruturadores do ensino. [...] em cada uma das disciplinas da área [Ciências da

Natureza, matemática e suas tecnologias, por exemplo:] o universo de investigação

da Biologia, a Biosfera, dará contexto a um dos temas estruturadores da Química,

ao passo que Qualidade de vida, que é um tema da Biologia, trará em seu contexto

elementos da Física e da Química do ambiente humano. A Física, por sua vez, em

seu tema estruturador Terra, Universo e vida humana, porá em discussão as

condições físicas para o surgimento da vida, e, portanto, da biosfera, aqui na Terra

ou em outras partes, num contexto maior, que é o da evolução cósmica. A

Matemática, linguagem onipresente, distribuirá transversalmente às demais ciências

19

seus temas estruturadores, relacionados respectivamente aos números, às formas e à

análise de dados (BRASIL, 2002, p. 32, grifo nosso).

Assim como as Orientações Curriculares para o Ensino Médio apontam para a

interdisciplinaridade, a partir de uma

[...] abordagem simultânea de um mesmo assunto por diferentes disciplinas. Isso

exige um acerto de planos de aula e de cronogramas entre os professores,

respeitando-se as especificidades de cada disciplina. Nessa ação, professores de

diferentes disciplinas e áreas podem descobrir conteúdos que permitam um trabalho

conjunto. Podem, também, verificar como um mesmo conceito, processo ou

fenômeno, é abordado nas diferentes disciplinas e investigar pontos em comum que

podem ser explorados nas aulas. A idéia não é uniformizar, mas expor o aluno à

multiplicidade de enfoques, informações e conhecimentos de forma que perceba que

os conhecimentos de cada disciplina apresentam múltiplas interfaces, sendo capaz de

inter-relacionar fenômenos, conceitos e processos, e de construir um pensamento

orgânico. É importante observar que a interdisciplinaridade não acontece somente

por força da lei ou pela vontade do professor, do diretor ou do coordenador

pedagógico (BRASIL, 2006 p. 37).

Nessa perspectiva, tanto contextualização como a interdisciplinaridade não podem

ser interpretadas de maneira simplista. Por tal razão, a interdisciplinaridade é um processo

pelo qual os professores mediam conhecimentos e linguagens de outras áreas do saber para a

compreensão de um problema e busca de soluções. Nessa linha, Chassot (2008) afirma que é

mais complexo lecionar ciências no ensino básico, do que, por exemplo, no ensino superior e

convida aos céticos a refletir acerca de como seria, por exemplo, uma abordagem do tema

energia na sexta série do ensino fundamental e na disciplina de Físico-Química, no final de

um curso de graduação. O autor defende um ensino menos disciplinar, menos especializado,

por meio do seguinte exemplo:

O “Fantástico” de domingo parece determinar muito do que se ensina na escola na

segunda-feira. “Professor, o senhor viu...?”. “Vi sim, mas sou professor de Física,

isso é química”. Procurando o professor de Química, “sou inorgânico, esse assunto é

de orgânica”. Encontrado um professor de Química Orgânica, este tem uma boa

desculpa: “trata-se de compostos cíclicos, minha pesquisa é com acíclicos”. Achado

aquele especialista em química cíclica, desculpar-se-á dizendo “isso é uma situação

de anéis pentagonais, trabalho com anéis hexagonais”. O experto em anéis

pentagonais dirá que se trata de um caso de anéis heterocíclicos, e ele trabalha como

homocíclicos. A situação poderia se estender por mais meia dúzia de

especializações. Quem dá a explicação ao ensino fundamental? A professora ou o

professor de ciência. A situação não é diferente para nós, leigos em medicina,

quando temos que procurar um médico. Quando elegemos um especialista, corremos

o risco de ouvir: “seu problema é no ouvido direito!...Vou lhe encaminhar a um

colega, pois minha especialidade é o ouvido esquerdo” (CHASSOT, 2008, p. 228).

A citação acima não denota uma oposição a especialização, pois essa também

continua sendo uma necessidade dos dias atuais, visto que as disciplinas e suas subdivisões

são resultados da evolução filosófica, científica e cultural do ser humano em resposta as

necessidades demandadas pela sociedade. Contudo, o diálogo interdisciplinar necessita

20

avançar, pois não é função da escola anterior à universidade formar especialistas e tampouco

cientistas, mas sim cidadãos que saibam ler a linguagem da natureza e da sociedade. Assim

sendo,

a riqueza da diversidade de perspectivas dinamizadoras dos conhecimentos

cotidianos, científicos e escolares reside na essencialidade das relações passíveis de

serem estabelecidas deles entre si. Sua relevância está na produção de diálogos

mutuamente enriquecidos/enriquecedores de abordagens plurais e dinâmicas,

capazes de transformar o mundo para melhor (ZANON, 2008 p. 259).

A interdisciplinaridade como perspectiva de articulação interativa entre as diversas

disciplinas no sentido de enriquecê-las através de relações dialógicas entre os métodos e

conteúdos que as constituem não pretende eliminar disciplinas, mas utilizá-las na

compreensão de um problema, na busca de soluções ou entendimento de um fenômeno sob

diferentes pontos de vista, que dessa forma abrem o caminho para a contextualização. Como a

Química possui peculiaridades que lhe permitem conexões com outras disciplinas, acredita-se

que a Tabela Periódica tanto pode, como deve ser explorada de um modo mais concreto, de

maneira a se permitir uma apresentação e organização de diversos elementos essenciais à vida

e à evolução da sociedade.

2.1.2 O Papel da Química na Educação

Atualmente, tem-se um considerável número de alunos nas classes de ensino médio2

e ao mesmo tempo, há uma grande preocupação a respeito da qualidade do ensino ofertado a

esses jovens em todo o país (BRASIL, 2006; 2002, 1996). Paralelamente, existe uma

importante demanda pela renovação dos métodos de ensino, de forma a despertar o interesse

desses estudantes pela educação e realmente proporcioná-los uma sólida formação que os

permita:

I - a consolidação e o aprofundamento dos conhecimentos adquiridos no ensino

fundamental, possibilitando o prosseguimento de estudos; II - a preparação básica

para o trabalho e cidadania [....], para continuar aprendendo, de modo a ser capaz de

se adaptar com flexibilidade a novas condições de ocupação ou aperfeiçoamento

posteriores; III - o aprimoramento [....] como pessoa humana, incluindo a

formação ética e o desenvolvimento da autonomia intelectual e do pensamento

crítico; IV - a compreensão dos fundamentos científico-tecnológicos dos

processos produtivos, relacionando a teoria com a prática, no ensino de cada

disciplina (BRASIL, 1996, grifo nosso).

2Dados do Educacenso (INEP, 2009) sinalizam para 634 520 alunos matriculados somente nas escolas de Ensino Médio do

Rio de Janeiro.

21

Nota-se, que as propostas do ensino médio fundamentadas no desenvolvimento de

competências e habilidades cognitivas requerem posturas diferenciadas dos professores

(BRASIL, 1999; 2002; 2006). Indubitavelmente a educação através da química significa um

esforço em colocar essa ciência a serviço da humanidade, dessa forma entende-se que o foco

nos conteúdos em si e por si mesmos precisa ser substituído pela ênfase no processo da

educação, no qual o conhecimento químico sirva como um instrumento para o crescimento da

sociedade como um todo (CHASSOT, 2008; 2001; 1990), visto que a química participa do

desenvolvimento científico-tecnológico com importantes contribuições, cujas decorrências

têm alcance econômico, social e político (BRASIL, 1999).

Todavia, a memorização excessiva, programas extensos, falta de atividades

experimentais, desconexão entre fatos, teorias, leis e modelos têm sido apontados há muito

tempo como uma das principais barreiras para o ensino dessa ciência em toda a sua extensão

(BRASIL, 2006, 1999). É sabido que necessariamente o ensino da química passa pela

utilização de fórmulas, equações, símbolos, enfim, toda uma série de representações que

muitas vezes por serem abstratas são de difícil compreensão. Contudo, a desmistificação de

tais representações pode ser feita de diferentes maneiras e distintos meios, principalmente

quando se adota uma abordagem contextualizada e interdisciplinar da química

(MAGALHÃES, 2002; MATEUS, 2001).

Nessa linha, os docentes deixam de ser os detentores de todo o conhecimento e

passam a exercer o papel organizador, mediador e orientador do processo de ensino

aprendizagem. Segundo Sprenger (2008), os profissionais que efetivamente cumprem essa

missão são aqueles que utilizam estratégias de ensino mais eficientes3 e que possuem mais

recursos de ensino à sua disposição, pois somente assim será possível vencer a racionalidade

instrumental (NOVIKOFF et al., 2009) enfatizada no ensino voltado para o vestibular.

Por sua vez, o livro didático tem sido um importante instrumento cultural para a

educação em Química (ENCHEVERRIA et al., 2008), mas infelizmente, a racionalidade

instrumental também tem sido observada em alguns livros de química, com algumas exceções

(GARRITZ et al., 1994; NARCISO JR et al., 2000; TROMBLEY, 2000), e também na mídia,

conforme pode ser verificado em duas vídeo-aulas sobre “regras” e “macetes” para o ensino

da Tabela Periódica com foco no vestibular, disponíveis no portal de uma grande emissora de

televisão:

3A título de informação, no livro Memória: como ensinar para o aluno lembrar, Marille Sprenger sugere sete passos (atingir,

refletir, recodificar, reforçar, treinar, rever e recuperar) para dinamizar o processo de ensino-aprendizagem.

22

http://video.globo.com/Videos/Player/Noticias/0,,GIM1076936-7823-

CONHECA+OS+ELEMENTOS+QUE+COMPOEM+A+TABELA+

PERIODICA,00.html.

http://video.globo.com/Videos/Player/Noticias/0,,GIM1150175-7823-

SAIBA+MAIS+SOBRE+A+ESTRUTURA+DA+TABELA+PERIOD

ICA,00.html.

Situações totalmente contraditórias ao que preconiza a Lei de Diretrizes e Bases da

Educação Nacional (LDBEN) nº 9.394 (BRASIL, 1996) e a Resolução da Coordenadoria de

Educação Básica número 3 (BRASIL, 1998) que referenciam por inúmeras vezes a

interdisciplinaridade e a contextualização. Alinhado a esse requisito legal e pensando na

Química, como disciplina do ensino médio, acredita-se que por meio da integração dos

conhecimentos, muitas vezes esparsos dessa ciência, em uma visão holística, é possível fazer

da sala de aula mais que um espaço de simples absorção e acúmulo de informações. De fato,

se no mundo contemporâneo até as ciências rompem fronteiras com a criação das chamadas

ciências híbridas, os estudantes também precisam ampliar suas percepções além dos enfoques

precisos de um conhecimento acabado. Um indicador dessa necessidade está particularizado

nos Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio, no qual está explícita a contribuição

da Química para a formação da cidadania, a qual deve permitir o desenvolvimento de

conhecimentos e valores que possam servir de instrumentos mediadores da interação do

indivíduo com o mundo. Contudo, consegue-se isso mais efetivamente ao se contextualizar o

aprendizado, o que pode ser feito com exemplos mais gerais, universais, ou com exemplos de

relevância mais local, regional (BRASIL, 1999).

É notória a necessidade de reorientação do ensino de química, de modo a promover a

interação do ser humano com o mundo. Porém, em uma simples observação do processo

educativo, tal como se verifica hoje, percebe-se que ainda ocorre uma prática fragmentada,

resumida a uma justaposição de atividades, experiências, unidades e conteúdos que se unem,

mas não se somam e tampouco se integram (LÜCK, 2007), uma vez que prevalece a idéia de

que a melhor escola é aquela que mais aprova nos exames vestibulares (BRASIL, 2006).

Nessa perspectiva, cada “especialista” preocupa-se essencialmente com a sua disciplina,

esquecendo-se das demais áreas do conhecimento (BRASIL, 2002).

Pesquisadores da área apontam:

O atrelamento do [...] [ensino médio] ao vestibular é mais um fator a complicar o

ensino de Química; a pressão para “dar matéria” e “terminar o programa” tem como

resultado, entre outros, a superficialidade da análise dos fenômenos, a má construção

http://video.globo.com/Videos/Player/Noticias/0,,GIM1076936-7823-CONHECA+OS+ELEMENTOS+QUE+COMPOEM+A+TABELA+PERIODICA,00.html



http://video.globo.com/Videos/Player/Noticias/0,,GIM1150175-7823-SAIBA+MAIS+SOBRE+A+ESTRUTURA+DA+TABELA+PERIODICA,00.html



23

dos conceitos e a ausência do relacionamento do assunto com o saber todo da

Química. Nessas condições, o estudo da Química desliza para o seu grau mais baixo

e mais inútil: a simples memorização dos conceitos e de “regrinhas” para resolver

problemas e testes visando passar no vestibular (BELTRAN et al., 1991, p. 17).

O [ensino de Química] vem sendo historicamente marcado por desafios aos

educadores. Voltado a preparação para exames vestibulares, em detrimento das

finalidades atribuídas pela LDBEN à Educação Básica [...], em que pesem as novas

perspectivas em discussão prevalecem as formas lineares e fragmentadas de

organização do conhecimento escolar, aliadas a repetição de conteúdos de cunho

apenas propedêutico, limitados à preparação para concursos e seleções, o que está

expresso no próprio perfil das escolas consideradas melhores, cujo ensino

assemelha-se ao modelo de cursinhos pré-vestibular (ZANON, 2008, p. 258).

A problemática apontada por Beltran (1991) é a mesma discutida nas Orientações

Curriculares para o Ensino Médio (BRASIL, 2006) e recentemente debatidas por Zanon

(2008), ou seja, aprendizados escolares superficiais e estanques, que carecem de relações

entre si e com contextos de vivência fora da sala de aula, e que na verdade não contribuem

para o desenvolvimento das potencialidades humanas, uma vez que o atrelamento ao

vestibular se resume na racionalidade instrumental retratada por Novikoff (2009).

Contudo, a

extrema complexidade do mundo atual não mais permite que o ensino médio seja

apenas preparatório para um exame de seleção, em que o estudante é perito, porque

[está] treinado em resolver questões que exigem sempre a mesma resposta padrão.

[O dinamismo da sociedade] exige que o estudante se posicione, julgue e tome

decisões, e seja responsabilizado por isso. Essas são capacidades mentais

construídas nas interações sociais vivenciadas na escola, em situações complexas

que exigem novas formas de participação (BRASIL, 2006, p. 106).

Sob essa ótica, uma boa aula de Química não deveria ser avaliada pelo número de

exercícios de adestramento, mas sim pela qualidade das situações propostas, em que os

estudantes e os professores, em interação, teriam meios de produzir conhecimentos

contextualizados. Obviamente, essa produção exige do professor e do aluno conhecimentos

que possibilitem mais que um padrão de adestramento, mas sim uma discussão entre pares

para garantir estratégias de ensino mais eficientes, ou seja, uma verdadeira superação das

fronteiras disciplinares.

2.2 A raiz da ciência Química: Tabela Periódica

Hoje uma infinidade de substâncias simples e compostas é conhecida. Todas elas

formadas por um ou mais elementos químicos. Pode-se imaginar que o número de elementos

atualmente disponível justifica a variedade de substâncias que nos cercam. Ao contrário, a

quantidade de substâncias existentes para a sociedade, não é o resultado do número de

24

elementos, mas sim pelo modo como tais elementos se combinam entre si por meio de reações

químicas (Figura 2.1).

Figura 2.1: Tabela Periódica como raiz da ciência Química

Fonte: The Chemogenesis Web Book (LEACH, 2009)4

Entendendo-se que os elementos químicos constituintes de todas as substâncias hoje

conhecidas, encontram-se coerentemente ordenados em sistema periódico (Apêndice A)

segundo as suas propriedades físicas e químicas, a Tabela Periódica só pode ser considerada a

raiz da ciência Química, como também pode oferecer grandes contribuições ao seu ensino da

Química como ciência do cotidiano, quando considerada como um axioma para se

discutir/aprender a “Química em Geral”, ou seja, uma aproximação entre a Química e a

sociedade a partir da classificação periódica dos elementos.

2.3 Tabela Periódica: de Tales à IUPAC

A classificação periódica foi inicialmente idealizada com base apenas na semelhança

do comportamento químico dos elementos, mas à medida que outros elementos foram

descobertos (Apêndice B: Linha do Tempo - elementos químicos e a Tabela Periódica) e a

4 A Figura 2.1 foi gentilmente cedida pelo Dr Mark R. Leach (UK).

25

estrutura atômica foi elucidada, os cientistas propuseram ordenações mais coerentes e

complexas entre eles (PAULING, 1967), visto que tais avanços reduziram paulatinamente as

lacunas observadas entre as propriedades dos elementos químicos, fazendo com que a

periodicidade se tornasse cada vez mais latente. Contudo para se chegar a esse estágio, um

longo caminho foi percorrido, iniciando-se na Grécia Antiga até a constituição da Tabela

Periódica atualmente recomendada pela IUPAC (International Union of Pure and Applied

Chemistry) que se encontra disponível para consulta no Apêndice A: Tabela Periódica dos

elementos segundo a IUPAC.

2.3.1 As Perguntas Movem o Mundo

Na antiguidade, o ouro, a prata, o cobre, o ferro, o carbono (carvão), o chumbo, o

estanho, o mercúrio, o enxofre e o antimônio já eram bastante conhecidos pelos seus

diferentes usos e aplicações na produção de jóias, moedas, armas, cosméticos, ferramentas,

mas não como elementos químicos (BABOR et al., 1974; NEVES et al., 2008; PAULING,

1967; VANIN, 2005). Dentre esses elementos, o primeiro metal usado pelo homem, segundo

Gleiser (2008, p. 36) foi o cobre, uma vez que arqueólogos encontraram objetos em cobre

produzidos há mais de 10.000 anos, não muito após o surgimento das primeiras comunidades

agrárias. Com exceção do mercúrio, todos os elementos citados também aparecem em textos

religiosos, seja em sentido figurado ou concreto evidenciando as suas propriedades:

E Zilá também deu à luz a Tubal-Caim, fabricante de todo instrumento cortante de

cobre e ferro; e a irmã de Tubal-Caim foi Noema (Gênesis 4:22). E era Abrão muito

rico em gado, em prata e em ouro (Gênesis 13:2). Então o Senhor fez chover enxofre

e fogo, do Senhor desde os céus, sobre Sodoma e Gomorra (Gênesis 19:24).

Sopraste com o teu vento, e o mar os cobriu; afundaram-se como chumbo em

veementes águas (Êxodo 15:10). Contudo o ouro, e a prata, o cobre, o ferro, o

estanho, e o chumbo (Números 31:22). Como o carvão para as brasas, e a lenha para

o fogo, assim é o homem contencioso para acender rixas (Provérbios 26:21)

(BÍBLIA, 1990, p. 8, 14, 24, 65, 154, 566).

Dentre as civilizações antigas, sem dúvidas, a que mais se destacou na utilização

empírica dos processos químicos, foi a egípcia (BABOR et al., 1974). Os egípcios sabiam

trabalhar muito bem o ouro, como pode ser constatado na máscara mortuária do faraó

Tutankamon (VANIN, 2005), produziam vidros e esmaltes, imitavam com perfeição os

metais nobres, assim como o rubi, a safira e a esmeralda, utilizavam amplamente o couro dos

animais, a lã, o algodão, o linho e sabiam tingi-los com índigo e púrpura, preparavam sabões

26

perfumes e produtos de beleza (BABOR et al., 1974); Cleópatra, por exemplo, pintava o

contorno dos olhos com um preparado à base de sulfeto de antimônio (VANIN, 2005).

Percebe-se que antes mesmo de qualquer definição ou conceituação, os elementos

químicos já faziam parte do cotidiano humano, seja do ponto de vista prático, que envolvia a

produção de moedas, armas e utensílios, como também do ponto de vista filosófico e

religioso. O conceito de elemento químico evoluiu paulatinamente, como também a

compreensão da estrutura e transformações da matéria. Durante muito tempo filósofos e

cientistas buscaram meios para explicar como e porque os elementos reagiam para formar

novas substâncias. Acredita-se que tenha sido na Grécia antiga, cerca de cinco séculos antes

da era Cristã, onde surgiram as primeiras indagações acerca da constituição do mundo

material. Os antigos gregos propuseram diferentes interpretações e desenvolveram várias

correntes filosóficas no intuito de prover explicações para o comportamento da natureza

(COTTON et al., 1968; MAIA et al., 2007). Dentre os principais filósofos gregos que se

preocuparam em definir a constituição da matéria e explicar o seu comportamento podem ser

destacados: Tales, Anaximandro, Anaxímenes, Heráclito, Empédocles, Platão, Aristóteles,

Leucipo, Demócrito e Epicuro (GLEISER, 2008; MARTINS, 2001; QUADBECK-SEEGER,

2007; STRATHERN, 2002).

Atribui-se a Tales de Mileto (625 a. C. - 547 a. C), os primeiros questionamentos a

respeito da constituição da matéria. Segundo ele, o elemento precursor do mundo material

seria a água, que ao ser resfriada, tornava-se densa e dava origem à terra, que ao ser aquecida

transformava-se em vapor e ar, que precipitavam sob a forma de chuva quando eram

novamente resfriados (GLEISER, 2008). Por meio desse ciclo contínuo nasciam as diversas

formas de vida vegetal e animal. Embora empírica, percebe-se que a concepção de Tales já

identificava a importância da água para a natureza em toda a sua abrangência. Por sua vez,

Anaximandro de Mileto (611 a. C – 546 a. C), um dos seguidores de Tales, postulou a

existência de uma entidade totalmente abstrata, dinâmica e universal, dotada de vida e

imortalidade, o ilimitado; de onde tudo nascia e fluía, não se restringindo apenas à Terra

(BALCHIN, 2009). Uma visão um tanto abstrata e inspiradora da natureza em constante

transformação. Já Anaxímenes de Mileto (585 a. C. 525 a. C.), discípulo de Anaximandro,

retomou o materialismo de Tales e postulou que o ar seria o elemento fundamental da matéria

e não a água, ou seja, um elemento não tão abstrato como o ilimitado de Anaximandro, porém

menos perceptível que a água proposta por Tales. Tudo sobrevinha do ar, por meio de seus

movimentos. À medida que o ar fosse comprimido, ele se materializaria em água. Quando a

água fosse comprimida, ela se transformaria em terra; que se ainda mais comprimida fosse, se

27

transformaria em rocha, ou seja, tudo se resumiria em ar, em um estado mais ou menos

aproximado (GLEISER, 2008; QUADBECK-SEEGER, 2007; STRATHERN, 2002).

Enquanto isso para Heráclito de Éfeso (540 a.C. - 470 a.C.) as argumentações de Anaxímenes

eram insuficientes para explicar a diversidade do mundo. Segundo ele existia por trás de todas

as coisas um princípio organizador, o logos. Tudo fazia parte de uma unidade, na qual o agente

transformador seria o fogo. O determinante do comportamento de todas as coisas, ou seja, a

encarnação de logos. Heráclito afirmava que o mundo era, e sempre seria um eterno fogo, que

se inflamava e apagava continuamente, orientado por um fluxo contínuo (GLEISER, 2008).

Pode-se dizer que:

O fogo cambiante de Heráclito assemelha-se à idéia de energia na física moderna.

[...] Na relatividade a massa é equivalente à energia, segundo a fórmula de Einstein,

E = m.c2. Assim a energia pode teoricamente transformar-se em matéria,

exatamente como o fluxo ou o fogo de Heráclito [...] (STRATHERN, 2002, p. 21).

Nota-se que os filósofos gregos, ao refletirem acerca da constituição da matéria,

terminavam por concluir que o universo era formado por um único constituinte. Contudo, não

havia um consenso entre eles, pois o componente defendido como fundamental variava

bastante. Embora essas asserções, deduzidas a partir de observações subjetivas, pudessem

ter um grande número de defensores, nenhuma delas mostrava-se suficientemente

satisfatória para explicar as transformações ocorridas na natureza.

2.3.1.1 As Quatro Raízes de Empédocles

Empédocles de Agrigento (490 a. C. – 435 a. C) idealizou um sistema filosófico

“conciliador” a respeito da constituição da matéria, no qual combinava as concepções

filosóficas de Tales, Anaximandro e Heráclito. Ele substitui a filosofia de um único princípio

pela combinação da água, ar, fogo com mais um quarto constituinte, a Terra. As concepções

de Empédocles eram bastante razoáveis para época, pois o mundo material era percebido sob

quatro formas: sólida (terra); gasosa (ar), líquida (água) ou energia (fogo) (GLEISER, 2008;

STRATHERN, 2002). Esses componentes foram nomeados raízes; e segundo Empédocles,

formavam a base de todas as coisas quando combinados em distintas proporções. Por sua vez,

as quatro raízes eram indestrutíveis e estavam em harmônico equilíbrio, regidos por dois

princípios opostos: o amor; responsável pela união das raízes para formar outras substâncias e

o ódio; para explicar a separação ou a decomposição (CHASSOT, 2004; GLEISER, 2008).

Observa-se que a filosofia de Empédocles possuía uma descrição filosófica do

28

comportamento bastante semelhante àquele regido pelas forças dualísticas de atração e

repulsão (GLEISER, 2008).

2.3.1.2 Os Sólidos Platônicos

Platão (427 a. C. – 374 a. C.) forneceu um tratamento geométrico para a filosofia de

Empédocles ao associá-la a cinco poliedros regulares (Figura 2.2). Na visão de Platão, o

tetraedro corresponderia ao fogo; por ter o menor volume para sua superfície, o que

analogamente representaria a aridez. O hexaedro, por ser constituído por seis quadrados, que

lhe conferem estabilidade, reproduziria a terra. O octaedro estaria associado ao ar, pois

quando fixado por dois vértices opostos, poderia ser girado livremente. O icosaedro

representaria a água, por possuir o maior volume para a sua área superficial e o dodecaedro,

com doze pentágonos iguais seria uma analogia ao zodíaco, que por sua vez representaria o

universo como um todo (OBSERVATÓRIO NACIONAL, 2009).

Figura 2.2: Os cinco sólidos platônicos: o tetraedro (fogo), o hexaedro (terra),o octaedro (ar), icosaedro (água) e

o dodecaedro (universo).

Fonte: elaborado pelo o autor.

Platão explicava a partir das faces dos poliedros ilustrados na Figura 2.2 as

transformações mútuas das raízes de Empédocles, com exceção da terra, representada pelo

cubo, raiz estável (SCIENTIFIC AMERICAN, [200?]). De fato, o tetraedro, octaedro e o

icosaedro por serem formados por triângulos equiláteros, prestavam-se muito bem a essa

explicação, que em parte

29

[...] aproximava-se, do ponto de vista da estequiometria, da moderna noção de

reatividade utilizada pela química. [...] O princípio da conservação da matéria, base

do cálculo estequiométrico em química, evidencia-se na possibilidade de

transmutação estabelecida por Platão para os seus elementos, sendo possível a

transformação: 1 Ar → 2 fogo, uma vez que o ar está associado ao octaedro (oito

triângulos eqüiláteros) e o fogo ao tetraedro (quatro triângulos eqüiláteros), de forma

que, na transformação exemplificada, tem-se nos “reagentes” e “produtos”, oito

triângulos eqüiláteros (Faria et al , 2005 apud NEVES et al 2008).

As explicações sustentadas pelos sólidos platônicos assemelham-se bastante a Lei da

Conservação da Massa enunciada por Antoine Lavoisier no século XVII, após sucessivos

experimentos quantitativos.

2.3.1.3 Das Quatro Raízes ao Éter de Aristóteles

Aristóteles (384 a. C. – 322 a. C.), discípulo de Platão e adepto da filosofia das

quatro raízes, associou a cada uma das raízes de Empédocles quatro qualidades primárias e

fundamentais, formando pares opostos quente e frio, úmido e seco; e denominou as quatro

raízes de “elementos”, conforme descrito a seguir (CHASSOT, 2004; TRINDADE et al.,

1989):

Terra: propriedade fria e seca;

Água: propriedade fria e úmida;

Ar: propriedade quente e úmido;

Fogo: propriedade quente e seco.

Aristóteles defendia que a matéria era contínua e infinitamente divisível e cada um

dos quatro elementos tinha um lugar específico (GLEISER, 2008). A terra estaria abaixo dos

demais elementos. Em seguida viria a água; sobre a superfície da terra, pois ela precipitava

sob a forma de chuva através do ar. O ar estaria acima da água, e o fogo por seu turno estaria

posicionado em local mais elevado. A Lua seria o divisor entre duas realidades. Abaixo dela,

tudo seria formado pelos quatro elementos e os demais astros, inclusive a lua, seriam

formados pela quintessência; o éter, que era totalmente diferente dos demais elementos

(CHASSOT, 2004; STRATHERN, 2002; TRINDADE et al., 1989).

Segundo Aristóteles, os quatro elementos ilustrados na Figura 2.2 eram

imutáveis e poderiam ser convertidos entre si; e uma ou ambas, de suas propriedades

poderiam ser transformadas opostamente (TRINDADE et al., 1989). No caso das

30

propriedades antagônicas, a transformação ocorreria mais facilmente entre aqueles

elementos que tivessem uma característica em comum.

Figura 2.3: Os cinco elementos na visão de Aristóteles com suas respectivas propriedades associados aos

sólidos platônicos.

Fonte: Traduzido de QUADBECK-SEEGER (2007, p. 18).

O modelo de Aristóteles "explicava" facilmente uma série de fenômenos observados

na natureza. A queima de um arbusto, por exemplo, poderia ser interpretada pelo madeira

ser constituída por terra e água, se transformar em fogo e ar, por meio da conversão das

características seco-frio-úmido em seco-quente-úmido. Nesse caso, a única propriedade

realmente modificada seria a qualidade de frio para quente, que explicava, na época,

satisfatoriamente o fenômeno químico, hoje conhecido por combustão (STRATHERN, 2002).

2.3.1.4 O Atomismo

Dentre as várias concepções sobre a constituição da matéria que compõe o Universo,

a mais relevante foi a proposta atômica de Leucipo de Mileto (500 a. C - ?) e Demócrito de

Abdera (470 a.C – 380 a.C), que foi capaz de explicar a estrutura da matéria sem recorrer a

entidades divinas ou misteriosas (GLEISER, 2008). Segundo esses filósofos, o universo era

constituído por duas coisas; um vazio total (vácuo) e agregados de matéria, que

independentemente da sua forma, poderiam ser subdivididos em unidades cada vez menores

até um limite, além do qual nenhuma divisão seria mais possível (átomos) (MARTINS, 2001).

Cerca de um século mais tarde, Epicuro (341 a.C. - 270 a.C.), não só retomou as concepções

31

atômicas, como também nomeou por átomos as partículas indivisíveis de Leucipo e

Demócrito e concebeu sua própria filosofia:

Nada vem do nada ou do que não existe, pois se assim não fosse, tudo nasceria de

tudo sem necessitar de sementes. Se o que se destrói não passasse a ser outra coisa,

passando a não existência, tudo já teria se acabado. Mas o Universo foi sempre tal

como é hoje, e como tal será sempre e nada existe em que possa converter-se; pois

fora do próprio Universo nada existe em que ele possa vir a se transformar ou com o

qual ele possa ser trocado. Há o vácuo, pois se ele não existisse, criando o espaço e a

extensão, não teriam os corpos um local para estar, nem onde se movimentar como

na verdade se movem. Os corpos uns são compostos e outros são simples, porém

estes podem também (...) vir a formar corpos compostos. São estes corpos simples

indivisíveis e imutáveis, que não podem passar a não existência, de tal maneira que

permanecem eternamente estáveis, mesmo quando se dissolvem os corpos

compostos. Deste modo, precisamente os princípios fundamentais de todas as coisas,

constituem as naturezas intrínsecas destes pequenos corpos, átomos, ou seja,

indivisíveis. O Universo é infinito pela grandeza do vácuo e pela quantidade destes

átomos. Os átomos se movem continuamente. Devem ter igual velocidade quando se

deslocam no vácuo, sem se tocar em nada, pois supondo que nada encontrem que os

detenha, nem os mais pesados correm mais que os mais leves, nem os menores que

os maiores. Os átomos não têm princípio já que eles e o vácuo são a causa de tudo.

Não têm nenhuma qualidade a não ser a configuração, a grandeza e o peso

(MARTINS, 2001 p. 5).

Na filosofia de Epicuro destacam-se asserções, embora incipientes, acerca da

conservação da matéria, a inércia e até mesmo a suposição da existência de distintas massas

(“pesos”) atômicas. Conjeturas que mais tarde, de uma forma ou outra, foram retomadas por

cientistas tais como Isaac Newton (1687), Antoine Lavoisier (1789), Amedeo Avogadro

(1811), Stanislao Cannizzarro (1860), dentre outros.

O epicurismo foi bastante difundido pelo filósofo romano, Lito Lucrécio, (95 a.C. -

52 a.C), por meio do livro De rerum natura5. Além da divulgação do atomismo, Lucrécio

também possuía suas próprias concepções acerca dos átomos, como por exemplo, atribuiu-

lhes formas geométricas distintas para justificar as propriedades das substâncias (MARTINS,

2001). Graças a Lucrécio, as idéias de Epicuro assumiram um lugar de destaque em Roma

(TRINDADE et al., 1989). Todavia, com o advento do cristianismo, a austeridade e a

contrição tornaram-se a ordem do dia, levando os primeiros cristãos a identificar Epicuro

como o anticristo. A principal acusação era que as concepções atômicas se resumiam em

uma doutrina ateísta-materialista, que pressupunha explicar os fenômenos da natureza

em termos de matéria e movimento (MARTINS, 2001). Dessa forma, átomos invisíveis

movimentando-se no vácuo, sem planos ou desígnios pré-estabelecidos, pareciam concorrer

com os valores espirituais, o que consistia em um agravo inconcebível para as antigas religiões

(QUADBECK-SEEGER, 2007; TRINDADE et al., 1989). Sendo assim, até a primeira

5 Tradução: Da natureza das coisas.

32

metade do século XVII, o atomismo não teve grandes repercussões, até que os experimentos

de Evangelista Torricelli (1608 - 1647) em 1640 e Otto von Guericke (1602 -1682)

comprovoram a existência do vácuo6 (MARTINS, 2001).

Por outro lado, as concepções de Aristóteles foram tão sólidas, que

malograram o atomismo por muito tempo por distintas razões. A principal delas, afora a

questão religiosa, era que as proposições do filósofo fundamentavam-se em propriedades

muito mais palpáveis; dessa forma, não era necessária a utilização de entidades tão abstratas,

como o átomo e o vácuo para explicar as transformações da natureza. Além disso, a

filosofia dos quatro elementos subsidiava a presciência das transformações das substâncias

em outras, como por exemplo:

Ao queimarmos um pedaço de madeira, podemos observar o desprendimento de

gotículas de água, a formação do fogo, e a liberação de substâncias gasosas (na

interpretação Aristotélica, ar), restando ao final, apenas o material não calcinado,

cinzas (terra). (NEVES et al., 2008, p. 35).

Percebe-se que os “produtos” obtidos a partir da combustão da madeira

encontravam-se em plena concordância com as idéias de Aristóteles. Sob esse aspecto, o

modelo dos quatro elementos era muito mais elucidativo do que aquele proposto por Epicuro,

e conseqüentemente exerceu maior influência no desenvolvimento do pensamento científico

(BALCHIN, 2009). A hipótese de qualquer forma da matéria ser obtida a partir da variação

das proporções de quatro elementos-base obteve uma grande aceitabilidade e tornou-se

posteriormente a base da alquimia. A quimera aristotélica não pôde ser provada por meio de

observações experimentais e dessa forma a alquimia mostrou-se não efetiva. Não obstante, a

autoridade e o brilhantismo de Aristóteles eram tamanhos que suas idéias foram praticamente

irrefutáveis por quase dois mil anos (STRATHERN, 2002).

2.3.2 Alquimia e Iatroquímica

É impossível afirmar com exatidão quando surgiu a alquimia, pois suas origens se

perdem e se confundem com a existência do próprio homem. É sabido que a extração de

alguns metais comuns e de seus minérios era praticada há muito tempo, assim como a

6Em 1656, Guericke obteve a primeira prova experimental da existência do vácuo. Com uma bomba de ar modificada que ele

mesmo havia inventado, Guericke retirou o ar de dois hemisférios de metal que tinham sido postos em união somente com

graxa. A seguir ele atrelou um grupo de oito cavalos a cada um dos hemisférios e fez com que eles tentassem separar o

conjunto. Apesar de todo o esforço, os cavalos foram incapazes de separá-los. O que impedia a separação era a pressão

exercida pelo ar sobre a superfície externa dos hemisférios. Esta experiência foi feita na cidade alemã de Magdeburg e os

hemisférios passaram a ser conhecidos como hemisférios de Magdeburg (OBSERVATÓRIO NACIONAL, 2010).

33

preparação de princípios ativos derivados das plantas, para aplicações medicinais, envolvendo

uma prática involuntária da química, foi um aspecto importante para as civilizações primitivas

(VANIN, 2005).

Segundo Farias (2007), a hipótese mais provável acerca da origem da palavra

alquimia está no vocábulo árabe el-kimyâ que, por sua vez tem ascendência grega, cujo

significado é “a terra negra”; uma provável alusão as antigas e férteis margens do rio Nilo.

Dessa forma, a progênie da palavra alquimia sugere sua prática no Egito (MELLOR, 1955).

Por outro lado, alguns historiadores defendem a idéia que a palavra kimia, deriva do grego

chymia, que significa fundir um metal. Hipótese essa que remonta a uma prática alquímica

nos primórdios da civilização humana (FARIAS, 2007), uma vez que existem evidências que

ouro, ferro, cobre, prata, chumbo e estanho eram conhecidos antes do ano 3000 a. C

(PAULING, 1967). Independente de como, onde e quando a alquimia tenha surgido, é notório

que sua gênese está no conhecimento prático existente e acumulado ao longo da existência do

homem, que foi fortemente influenciado pelo misticismo envolvido nas transformações

químicas até então desconhecidas.

Os alquimistas ganharam notoriedade em parte da história da química ao buscar a

“Pedra Filosofal” e o “Elixir da Longa Vida”; substâncias essas que conseguiriam

respectivamente feitos notáveis, como a transmutação de metais em ouro e o princípio

responsável pela juventude eterna (imortalidade). Apesar desses sonhos inatingíveis, o

trabalho desenvolvido por eles foi de suma importância para humanidade, pois graças a seus

experimentos rudimentares, muitas substâncias foram descobertas, equipamentos foram

aperfeiçoados e novas técnicas laboratoriais foram desenvolvidas (BABOR et al., 1974;

VANIN, 2005).

A filosofia de Aristóteles fundiu-se com o conhecimento egípcio e posteriormente foi

ampliada pelos árabes após a conquista dos egípcios no ano 640 d. C. (BABOR et al., 1974;

MELLOR, 1955). O mais importante alquimista árabe foi Abu Moussah Diafar al Sofi Geber,

conhecido por Geber. Responsável por adicionar o mercúrio e o enxofre aos quatro elementos

de Aristóteles (CHASSOT, 2004; MELLOR, 1955). Sem dúvidas, o conhecimento adquirido

a partir das fontes Greco-egípcias, aliados a prática inerente aos árabes difundiu-se

paulatinamente por toda Europa (MELLOR, 1955). Nos séculos XII e XIII, surgiram as

primeiras traduções dos trabalhos árabes, especialmente na Espanha, e dessa forma, o

alquimismo elevou-se a uma posição de considerável importância. Dentre os principais nomes

desse período, destacam-se San Alberto Magno (1206 – 1280), considerado o Aristóteles da

Idade Média (BABOR et al., 1974), que preparou a potassa cáustica e descreveu o método

34

para se obter arsênico puro, cujo mérito do descobrimento lhe é concedido; Roger Bacon

(1214 – 1292), opositor de Aristóteles, considerado o difusor da pólvora no Ocidente,

Raymond Lully (1235 – 1315), descobridor do método de fabricação do álcool puro e Arnold

Vilanova (1232 – 1316), médico alquimista (BABOR et al., 1974), ao qual se atribuiu o

descobrimento das propriedades anti-sépticas e conservantes do álcool (aquavitae), bem como

publicação do texto De conservanda invetute et retardanda senectte7 (CHASSOT, 2004;

MELLOR, 1955; STRATHERN, 2002).

Após Magno, Bacon, Lully e Vilanova, a alquimia vivenciou um período, no qual

parte dos alquimistas concentrou suas atenções para o desenvolvimento do Elixir da Longa

Vida. Dentre os alquimistas dessa época, destaca-se a Figura de Paracelso8, cujo verdadeiro

nome era Theophrastus Bombastus von Hohenheim (1490 - 1541); principal ícone desse

segmento da alquimia, conhecido por iatroquímica (STRATHERN, 2002 ;TRINDADE et al.,

1989; VANIN, 2005). Entre erros e acertos, Paracelso não somente aplicou a alquimia à

medicina, como também demonstrou o efeito curativo de várias substâncias, afora direcionar

o pensamento alquimista para fins mais concretos, muito além da Pedra Filosofal (MELLOR,

1955; VANIN, 2005). Partidário da doutrina dos quatro elementos, Paracelso acreditava que

eles se manifestavam no corpo humano regidos pelos dois princípios anteriormente citados

(enxofre e mercúrio) conjugados a um terceiro princípio, o sal. A esses três princípios

filosóficos, denominou-se tria prima, cujo enxofre representava a cor e combustibilidade; o

sal significava a resistência ou incombustibilidade, enquanto o mercúrio (caráter metálico) era

o responsável pelo brilho e dureza da matéria. Por sua vez, as doenças eram o produto dos

desequilíbrios da tria prima no corpo humano (NEVES et al., 2008; TRINDADE et al.,

1989).

Paracelso foi pioneiro no emprego de medicamentos a base de ópio e substâncias a

base de ferro, enxofre, arsênico e cobre na cura de várias enfermidades, além de ter

empregado a mercúrioterapia no tratamento da sífilis9 (GLEISER, 2008; MELLOR, 1955).

Antes da iatroquímica, os remédios restringiam-se apenas às substâncias extraídas de plantas e

animais, pois não se concebia até então que ferro, enxofre e zinco pudessem debelar doenças.

Várias substâncias empregadas por Paracelso, ainda fazem parte do receituário médico de

nosso cotidiano, como por exemplo, o ferro; como antianêmico e o enxofre; como

7Tradução: Sobre a conservação da juventude e o retardar da velhice. 8Paracelso significa “além de” ou “maior que” Celso. Enciclopedista romano cujos escritos, do primeiro século da era cristã,

formavam a base da medicina da época, mesmo passados quinze séculos (GLEISER, 2008). 9Na época dos grandes descobrimentos, a sífilis atingiu proporções devastadoras na Europa. Porém, não se sabe se ela foi

proveniente das Américas, do Oriente ou se somente então foi reconhecida como doença (GLEISER, 2008 p. 73).

35

antimicótico (VANIN, 2005). Foi também o autor da primeira monografia10

sobre as doenças

ocupacionais que acometiam os mineiros e operários das fundições, a qual foi publicada

postumamente, em 1567 (LING et al., 2005).

Muitas das concepções de Paracelso traziam em si as superstições e os misticismos

da alquimia, contudo seus sucessores discerniram em parte o misticismo do

experimentalismo, com destaque especial para Andreas Libavius (1540 – 1616), que em 1597

publicou o primeiro livro-texto de “química”, intitulado Alchemia (NEVES et al., 2008) e

Johann Baptista van Helmont (1577 – 1644), que fundamentado em experimentos

quantitativos com um pé de salgueiro11

, não somente abandonou os princípios de Paracelso,

como também rejeitou os quatro elementos de Aristóteles e resgatou o pensamento de Tales

(STRATHERN, 2002). Van Helmont foi o primeiro alquimista a inteirar-se que muitas

reações químicas geravam gases e seus estudos nessa área influenciaram os trabalhos de

Robert Boyle (TRINDADE et al., 1989). Helmont, por exemplo, descobriu que o spiritus

sylvester12

(dióxido de carbono – CO2), substância formada durante a combustão dos vegetais

possuía as mesmas propriedades daquela originada no processo de fermentação do vinho, e

atribui-lhe o termo “gás”, a partir da pronúncia flamenga da palavra grega – chaos

(BALCHIN, 2009; MELLOR, 1955; TRINDADE et al., 1989).

2.3.3 O “Re-Nascimento” de uma Ciência

Pierre Gassend (1592 – 1655) é considerado um dos maiores divulgadores da obra de

Lito Lucrécio13

no século XVII (STRATHERN, 2002). Na verdade, Gassend foi um opositor

aos quatro elementos de Aristóteles, e o responsável por conciliar a teoria atômica ao

cristianismo (MARTINS, 2001). Acredita-se que o trabalho desenvolvido por Gassend na

França tenha sido tão importante que Isaac Newton14

e Robert Boyle, praticantes da alquimia,

10Título original: On the miner’s sickness and other diseases of miners. 11Segundo Balchin (2009), Helmont cultivou um pé de salgueiro que ficou protegido contra poeira e foi regado diariamente,

por cinco anos. Após esse período, ele retirou a planta do vaso e mediu sua massa, comparou-a com a massa inicial do

vegetal e chegou a conclusão de que toda a folhagem da árvore consistia inteiramente de água, e que esta fora

espontaneamente convertida pela árvore em sua própria substância. 12Tradução: espírito da mata. 13De rerum natura. 14Newton estendeu às reações químicas as idéias desenvolvidas na mecânica e na ótica. Admitiu que as forças de atração ou

afinidades, que existem entre as partículas microscópicas de matéria como entre os planetas e os astros, são causa do referido

comportamento. A intensidade maior ou menor da força de atração entre duas categorias de partículas depende da propensão

maior ou menor que essas partículas têm de se unir entre si. A versão newtoniana da teoria das afinidades foi desenvolvida

por Geoffroy que idealizou uma tabela de afinidades para diferentes substâncias até então conhecidas (ROSMORDUC,

1988).

36

foram influenciados por ele (ROSMORDUC, 1988). Na verdade, o curso da história

européia durante o século XVII foi marcado pelo nascimento de um espírito

investigatório, associado ao Renascimento, que deu início da ciência moderna. Nessa

perspectiva, em 1620, Francis Bacon (1561-1626), publicou o livro Novum Organum

Scientarum, no qual definiu claramente uma metodologia para abordagem dos

problemas científicos. O método de Bacon primava pela observação cuidadosa,

acúmulo de fatos, imparcialidade e ausência de preconceitos na correlação e coordenação

das observações (MELLOR, 1955; STRATHERN, 2002). A Francis Bacon é atribuída a

fundação da ciência experimental (CHASSOT, 2004). Por sua vez, Robert Boyle (1627 –

1691) é considerado por muitos autores o fundador da química. Semelhante a van Helmont,

Boyle questionou os quatro elementos de Aristóteles e a tria prima de Paracelso em seu livro

Sceptical Chymist 15

, publicado em 1661 (BRYSON, 2005; MELLOR, 1955; NEVES et al.,

2008; STRATHERN, 2002). Segundo Boyle:

[Os verdadeiros] elementos são certos corpos perfeitamente puros, primitivos e

simples e não feitos de nenhum corpo, nem um do outro: são os ingredientes dos

quais são feitos diretamente todos os corpos chamados combinados, e nos quais

esses corpos por fim se decomporão (NEVES et al., 2008, p. 43).

Os pensamentos de Robert Boyle diferiam das concepções aristotélicas e marcaram o

início de uma paulatina ruptura entre o alquimismo e uma ciência emergente – a Química. Por

não acreditar que o fogo era capaz de decompor uma substância em seus constituintes básicos,

Boyle, demonstrou experimentalmente que o sabão, produzido a partir de gordura e álcali ao

ser submetido ao fogo, não produzia seus componentes. Ao contrário, formava produtos

distintos que não reproduziam o sabão ao serem combinados; ou seja, o fogo não decompunha

as substâncias em seus elementos, apenas rearranjava suas partículas componentes para

formar outros compostos (TRINDADE et al., 1989). Com base nesses experimentos, Boyle

defendeu que o número de elementos produzidos dependeria do modo pelo qual se processava

o aquecimento. Por exemplo, a combustão da madeira em um sistema aberto produzia cinzas

e carvão, mas, quando queimada em uma retorta, gerava óleo, água, carvão, vinagre e alcoóis.

Uma evidência, segundo ele, que distintas formas de aquecimento, ditavam o número de

elementos constitutivos da madeira (TRINDADE et al., 1989).

Boyle ao verificar, experimentalmente, que o gás contido em um recipiente dotado

por um êmbolo, por meio do qual se podia variar o volume do sistema, por intermédio de uma

força aplicada sobre o recipiente em função da pressão exercida, acendeu a hipótese de que os

15Tradução: O Químico Cético.

37

gases seriam dotados por diminutas partículas envolvidas por um enorme espaço vazio, razão

pela qual poderiam ser reduzidas a volumes menores (HAVEN, 2008). Destarte, com uma

visão experimental privilegiada, Robert Boyle acreditava que a natureza não se resumia nos

quatro elementos de Aristóteles e na tria prima de Paracelso, e a melhor forma de

identificar tais elementos era por meio da experimentação (VANIN, 2005).

[...] Segundo a definição de Boyle, um elemento era uma substância que não podia

ser decomposta em substâncias ainda mais primárias. Isso significa que, quando se

constatava que uma substância era um elemento, essa podia ser apenas uma situação

provisória. Era sempre possível que alguma outra pessoa encontrasse uma maneira

de decompor ainda mais a substância. Isso deixou Boyle em uma situação anômala.

Embora tivesse definido elemento, não sabia de fato o que era um. Ironicamente, era

perfeitamente possível que, com o aperfeiçoamento das técnicas químicas, todas as

substâncias até aquele ponto consideradas indivisíveis acabassem por ser

decompostas em apenas quatro elementos – muito semelhantes a terra, ar, fogo e

água [de Aristóteles]! (STRATHERN, 2002, p. 155).

Notadamente, Boyle introduziu na química a necessidade de métodos

experimentais, para a comprovação das teorias e a verificação da exatidão dos fatos, ao

questionar as doutrinas de Aristóteles e Paracelso. Além disso, ele reconheceu a

perenidade e a necessidade de evolução do conhecimento, ao restringir a definição de

elemento como uma substância incapaz de ulterior decomposição por qualquer meio

disponível, mas que poderia mais tarde, com a introdução de novos métodos de

investigação, não o ser. Porém, até que isso não se verificasse deveria permanecer

como tal. Obviamente, os elementos definidos por Boyle não são os elementos químicos

que hoje são conhecidos. Contudo, suas concepções foram suficientes o bastante para o

estabelecimento de uma química moderna com uma sólida base experimental nos séculos

seguintes, principalmente após Lavoisier (1789).

2.3.4 A Química do Século XVIII

O fogo sempre exerceu fascínio sobre o homem e a combustão sempre foi alvo da

especulação humana. Basta recordar que Heráclito, afirmara que o fogo era o princípio

subjacente a todas as substâncias e mudanças da matéria (GLEISER, 2008). Filósofos

anteriores acreditavam que o fogo estava presente em todas as substâncias inflamáveis,

visto que ele era um dos quatro elementos de Aristóteles (STRATHERN, 2002).

Nessa linha de raciocínio surgiu a teoria do flogisto que perdurou por boa parte

do século XVIII. Essa teoria teve suas origens nos ensinamentos do alquimista Johann

Joachim Becher (1635-1682) em oposição aos pensamentos de Paracelso, o qual

38

acreditava que apenas as substâncias que continham o princípio da inflamabilidade

(enxofre) queimavam. De outro modo, Becher ao observar que muitos materiais, embora

combustíveis, não apresentavam enxofre em sua composição (MELLOR, 1955; NEVES,

et al., 2008), postulou em seu livro Physica subterranea, publicado em 1667, que as

substâncias eram formadas por três tipos de terras16

, a saber: terra fluida, terra lapida e a

terra pinguis. A primeira terra era responsável pela fluidez e volatilidade das substâncias,

a segunda era o elemento aglutinador e a terceira, terra pinguis, era a responsável pelas

características oleosas e combustíveis, ou seja, esse seria o verdadeiro princípio da

inflamabilidade (STRATHERN, 2002). A terra pinguis de Becher foi retomada em 1703

por George Ernst Stahl (1660 - 1734), no intuito de explicar os processos de fundição dos

metais (PAULING, 1967), uma vez que:

A técnica da fundição fora conhecida desde os tempos pré-históricos, mas o que

realmente acontecia no curso desse processo permanecia um tanto misterioso. Stahl

reconheceu que a fundição estava agora madura para ser analisada de um ponto de

vista químico, o que poderia de fato levar a avanços na técnica de mineração. Foi a

noção de terra pinguis de Becher que inspirou nele a compreensão de que a fundição

era simplesmente o processo oposto à combustão. Na combustão, uma substância

como a madeira liberava terra pinguis para se converter em cinza. Na fundição, o

minério absorvia terra pinguis do carvão para se tornar metal. Essa intuição foi

confirmada por Stahl pelo fato de que ela explicava também o enferrujamento em

metais. No enferrujamento, o metal liberava sua terra pinguis ígnea e era reduzido a

uma ferrugem semelhante a cinzas. Portanto o enferrujamento era simplesmente a

combustão ocorrendo numa velocidade mais lenta (STRATHERN, 2002 pp. 179-

180).

Calcado em Becher, Stahl supôs a existência de uma substância denominada

flogisto (do grego phlogizein, incendiar, queimar), constituinte do fogo e assumiu que os

metais seriam formados por resíduos minerais, chamados cal (do latim calx) combinados

com o flogisto, pois: metal + flogisto = cal. Segundo George Stahl, cada metal era dotado

por uma cal característica; por sua vez, outras substâncias não metálicas, como por

exemplo, o carvão eram quase exclusivamente flogisto; que era dissipado sob a forma de

luz e calor durante a combustão. Com base nessa teoria, Stahl explicava facilmente porque

um óxido metálico ao ser aquecido com o carvão, em ausência de ar, transformava-se em

metal; pois, o resíduo metálico, cal, combinava-se com o flogisto do carvão e

transformava-se em metal, ou seja, o metal para ser regenerado deveria ter sua cal tratada

por uma substância rica em flogisto, tal como o carvão (MELLOR, 1955; PAULING,

1967). Nessa linha, a teoria de Stahl não somente fornecia uma explicação geral para os

processos oxidação (perda de flogisto) e redução (combinação com flogisto), como

16Do ponto de vista mineralógico as terras eram na verdade os nossos óxidos (TOLENTINO et al., 1997).

39

também justificava outros fenômenos químicos, como por exemplo, o processo de

digestão (PAULING, 1967).

A combustão de substâncias como a madeira e papel era satisfatoriamente

explicada pela teoria do flogisto, pois ao serem queimados, parte desses materiais era

convertida em fuligem e cinzas. Todavia, o mesmo não era válido para justificar a

oxidação do ferro e outros metais, pois os produtos advindos desses processos possuíam

massa superior ao metal de origem, ou seja, a teoria era falha, pois não conseguia explicar

por que os metais aumentavam de massa, em vez de diminuir ao serem oxidados ou

calcinados17

. Para contornar essa anomalia, os partidários de Stahl propuseram dois tipos

de flogisto. O primeiro deles, existente em materiais como a madeira e o papel eram

dotados de massa, por sua vez, o segundo, presente nos metais possuía massa negativa,

(NEVES et al., 2008; STRATHERN, 2002). Não obstante, mesmo falha a teoria continuou

válida por quase cem anos, até que no século XVIII Antoine Lavoisier procurou outra

explicação,

[...] que encontrou em diversas etapas: análise do ar atmosférico e experiências

programadas sobre a combustão de substâncias conhecidas (metais, enxofre, fósforo,

carbono, etc.), pesando com precisão o material antes e depois da reação. Lavoisier

persuadiu-se de que em toda a combustão há união da substância com o ar vital. Daí

deduziu que a hipótese flogística era inútil e, portanto, rejeitável. Entre 1775 e 1777,

Lavoisier estudou os ácidos, num trabalho que lhe permitiu coletar mais dados para

sua batalha contra o flogístico. Mostrou que a transformação dos metais em seus

óxidos básicos e a dos não metais em seus ácidos ocorre por efeito de uma

combinação do corpo queimado com o oxigênio, e não como explicavam os

flogicistas, dizendo que os metais perdiam o flogisto para se converter em derivados

dos metais (CHASSOT, 2004, p. 177-118).

A principal razão para permanência do flogisto como teoria deve-se a

interpretação dos fenômenos químicos sob um prisma qualitativo. A mudança aconteceu

somente quando Lavoisier não só aplicou um enfoque quantitativo como também

esclareceu o processo de combustão, finalizando assim a teoria de Becher e Stahl.

2.3.4.1 Antoine Lavoisier

Cerca de 100 anos após Boyle desenvolver a definição de “elemento”, Antoine

Lavoisier (1743 – 1794) aperfeiçou esse conceito, definindo-o como uma substância que não

poderia ser decomposta em substâncias mais simples por qualquer meio conhecido

17Trindade e Pugliesi (1989 p. 251) relatam que Robert Boyle e John Mayow (1641 – 1679) já haviam observado que os

metais quando calcinados ganhavam massa. Boyle atribuiu isso a incorporação de partículas de fogo pelos metais e por sua

vez Mayow denfendia que na calcinação os metais absorviam partículas nitro-aéreas.

40

(FILGUEIRAS, 1995). A Figura 2.4 apresenta a relação dos elementos de Lavoisier,

publicada em 1789.

Figura 2.4: Lista original das substâncias simples (“elementos”) segundo Lavoisier em 1789

Fonte: Trindade et al. (1989, p. 254).

Em 1789, Lavoisier publicou um dos livros mais influentes na Química, o Traité

Élémentaire de Chimie18

, uma das maiores contribuições para a Química moderna, que

marcou a transição entre as interpretações qualitativas não metodotizadas, provenientes da

alquimia e o saber químico metódico, característico da ciência moderna (TOLENTINO et al.,

1997). Nessa obra ele não só elucidou como também corrigiu interpretações equivocadas

18

Tradução: Tratado Elementar de Química.

41

acerca dos processos de combustão, e dessa forma contribui efetivamente para a derrocada da

teoria do flogisto (BALCHIN, 2009; NEVES et al., 2008). Além disso, Antoine Lavoisier

desenvolveu um sistema de nomenclatura química, como também apresentou uma lista de

substâncias que não poderiam ser subdivididas em frações menores (Figura 2.4), ordenadas

em quatro categorias distintas, a saber: a) substâncias simples que pertenciam aos três reinos e

que eram consideradas como elementos dos corpos: calórico, luz, oxigênio, azoto e

hidrogênio; b) substâncias simples não-metálicas oxidáveis e acidificáveis: enxofre, fósforo,

carbono, radical muriático, radical fluórico e radical borácico; c) substâncias simples

metálicas oxidáveis e acidificáveis; antimônio, arsênio, prata, bismuto, cobalto, cobre,

estanho, ferro, manganês, mercúrio, molibdênio, níquel, ouro, platina, chumbo, tungstênio; d)

substâncias simples salificáveis e terrosas: cal, magnésia, barita, alumina e sílica (SCERRI,

2007; TOLENTINO et al., 1997; TRINDADE et al., 1989).

Algumas substâncias listadas na Figura 2.4 foram posteriormente classificadas como

elementos químicos, outras como, por exemplo, a luz e o calórico, obviamente, foram

desconsiderados como tal. O rápido desenvolvimento de técnicas de separação e

caracterização das substâncias químicas permitiu a revisão da tabela proposta por Lavoisier.

Um bom exemplo dessa evolução foram os resultados obtidos por Humphry Davy (1778 –

1829) que descobriu em 1807, os elementos potássio e sódio ao aplicar eletricidade à potassa

e à soda (HAVEN, 2008). Substâncias que na época possuíam grande importância comercial,

na produção de vidro, sabão e pólvora e haviam resistido a todas as tentativas de

decomposição anteriores (TRINDADE et al., 1989; STRATHERN, 2002) e que foram

consideradas ainda como átomos por John Dalton até o início do século XIX (BRYSON,

2005; HAVEN, 2008; STRATHERN, 2002), conforme será visto mais adiante.

As teorias de Antoine Lavoisier eram suportadas por medições experimentais e seus

resultados eram facilmente reproduzidos por outros cientistas. Nos experimentos de

aquecimento19

e combustão, ele deu especial atenção à massa dos reagentes nas reações

químicas e nos produtos resultantes, ao constatar que a massa do produto da combustão era

sempre igual à massa dos reagentes: “porque nada se cria, nem nas operações da arte nem nas

da natureza e pode-se estabelecer, em princípio que, em toda operação há uma quantidade

igual de matéria antes e depois da operação [...]” (NEVES et al., 2008, p. 55), o que se resume

no princípio de conservação da matéria.

19Antoine Lavoisier atingiu temperaturas próximas a 1700 ºC usando a luz solar. Temperaturas mais altas do que as obtidas

por qualquer um naquela época. Hoje, por exemplo, uma das fornalhas solares mais potentes em uso atualmente se encontra

em Sandia, Novo México, onde temperaturas próximas a 1700 ºC são obtidas (HINRICHS et al., 2003).

42

2.3.5 A Química No Século XIX

O atomismo científico propriamente começou no início do século XIX com os

trabalhos de John Dalton (1766-1844), Joseph-Louis Gay-Lussac (1778-1850), Lorenzo

Amedeo Avogadro (1776-1856) (BALCHIN, 2009). A John Dalton se atribui o mérito da

aplicação bem sucedida das idéias atomistas, pois mesmo não dispondo de evidências

convincentes da realidade atômica, ele conseguiu sistematizar, em 1803, parte dos

conhecimentos até então existentes, por meio de um conjunto de postulados (POLO, 2000),

nos quais segundo ele:

1) [A] matéria, embora extremamente divisível, não é, todavia, infinitamente

divisível. Deve haver algum ponto além do qual não possamos continuar a divisão

da matéria. Dificilmente pode-se duvidar da existência dessas partículas últimas

da matéria, embora elas sejam, provavelmente pequenas demais para que as

possamos ver, mesmo com futuros melhoramentos dos microscópios. Escolhi a

palavra átomo para designar essas partículas últimas; 2) Cada elemento é

constituído por átomos idênticos de um tipo característico. Logo, existem

tantos tipos de átomos quantos são os elementos. Os átomos de um elemento

são perfeitamente iguais em peso, forma, etc; 3) Os átomos são imutáveis; 4) Ao

ocorrer a combinação de elementos diferentes para a formação de um

composto, a menor porção do composto é constituída por um número definido de

átomos de cada elemento; 5) Os átomos não são criados nem destruídos, mas

apenas reagrupados nas reações químicas (TRINDADE et al., 1989, p. 254-255)

Mais que uma releitura do epicurismo, Dalton fez importantes asserções, que

possibilitaram o entendimento do que então era conhecido sobre a estequiometria das reações

químicas (NEVES et al., 2008). Embora não tenha sido um grande experimentador, as

contribuições de John Dalton para a compreensão atômica foram substanciais, pois suas

teorias inspiradas, especialmente, em Robert Boyle20

, Antoine Lavoisier21

e Joseph Louis

Proust22

(1754 – 1826) proporcionaram à química uma estrutura lógica e racional,

desvinculada dos misticismos inerentes a alquimia e a teoria do flogisto que ainda se faziam

presentes (COTTON et al., 1968; GLEISER, 2008; HAVEN, 2008).

Dalton publicou, em 1808, a primeira parte do livro A new system of chemical

philosophy23

e a segunda em 1810 (POLO, 2000). Nessa publicação, John Dalton apresentou

a lei das proporções múltiplas e relacionou vinte átomos e as suas respectivas massas

20Lei de Boyle. 21Lei de Lavoisier ou lei da conservação da massa. 22Em 1797, Joseph Louis Proust descobriu a partir da massa das substâncias, que os elementos sempre se combinam em

proporções definidas segundo suas respectivas massas, ou seja, as massas dos reagentes e as massas dos produtos que

participam da reação obedecem sempre a uma proporção constante, a qual corroborava com a Lei de Lavoisier. As

constatações de Proust foram generalizadas como a lei de proporções definidas ou Lei de Proust, a qual serviu como

evidência ao atomismo. 23Tradução: Um novo sistema de filosofia da química

43

atômicas (Figura 2.5). Nessa obra, além de sistematizar seus pressupostos, ele propôs uma

simbologia para os átomos até então conhecidos24

, representando-os por pequenos círculos,

pontos, traços e letras dispostos no interior desses círculos (NEVES et al., 2008; TRINDADE

et al., 1989).

Símbolo

“Pictograma” Elemento

Massa Estimada

por Dalton Símbolo

Elemento

“Pictograma”

Massa Estimada

por Dalton

Hidrogen 1 Strontian 46

Azoto 5 Baryes 68

Carbon 5,4 Iron 50

Oxygen 7 Zinc 56

Phosphorus 9 Copper 56

Sulphur 13 Lead 90

Magnesia 20 Silver 190

Lime 21 Gold 190

Soda 28 Platina 190

Potash 42 Mercury 167

Figura 2.5: Notação (pictogramas) usada por Dalton para representação dos átomos, publicadas em seu livro Um

Novo sistema filosófico da química.

Fonte: Adaptado de Neves et al. (2008. p. 63), Trindade et al. (1989, p. 256) e Gleiser (2008, p. 111)

As massas apresentadas na Figura 2.5 foram estimadas com base no elemento

hidrogênio, o qual foi assumido como referência por Dalton, que atribui o valor 1 para a sua

massa. A partir dessa padronização, as massas dos demais átomos foram estimadas em relação

a esse elemento. Embora os valores calculados estivessem equivocados (TRINDADE et al.,

1989), a abordagem de Dalton era essencialmente perfeita e serviu como base para o

estabelecimento da classificação periódica dos elementos químicos (BRYSON, 2005).

Paulatinamente, as lacunas da teoria de John Dalton foram preenchidas pelos trabalhos de

outros cientistas adeptos às suas idéias, dentre os quais podem ser citados Jöns Jacob

Berzelius e Stanislao Cannizarro (CHASSOT, 2004). Entretanto, ainda hoje as premissas

básicas de Dalton são pertinentes, tanto que o sistema de massas atômicas empregado pela

IUPAC fundamenta-se nos princípios descritos por ele, assumindo-se o elemento carbono

como referência e não hidrogênio (TRINDADE et al., 1989; STRATHERN, 2002).

24Posteriormente verificou-se que alguns átomos considerados por Dalton como tal, não eram átomos.

44

É inegável a contribuição dos experimentos desenvolvidos por Joseph-Louis Gay-

Lussac, em 1808, com gases sob pressão e temperaturas constantes, que o levaram a deduzir a

chamada lei dos Volumes, a qual estabelecia que "os gases sempre se combinam nas

proporções mais simples de volume" (ROSMORDUC, 1988; SCERRI, 2007; STRATHERN,

2002). Contudo as idéias de Gay-Lussac mostravam-se contraditória, uma vez que os gases ao

se combinarem pareciam ocupar menos espaço. Essa inconsistência foi resolvida por Amedeo

Avogadro, em 1811, quando supôs que as diminutas partículas que compõem um gás seriam

agregados de um número definido de átomos, e denominou esses agregados, por moléculas,

para diferenciá-los dos átomos fundamentais de Dalton, resultando na hipótese de Avogadro,

a qual estabeleceu que "sob as mesmas condições de temperatura e pressão, volumes iguais

de todos os gases contém o mesmo número de moléculas." (BALCHIN, 2009) Trabalho

extremamente importante, que cerca de meio século depois serviu para concretização dos

conceitos de pesos atômicos (massa atômica), no congresso de Karlsruhe em 1860

(BALCHIN, 2009; POLO, 2000). A partir dessa conferência observou-se um grande avanço

no sentido de estabelecer a classificação periódica dos elementos (ROSMORDUC, 1988;

SCERRI, 2007; STRATHERN, 2002).

2.3.5.1 Jöns Jacob Berzelius

Em 1811, Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) substituiu os pictogramas empregados

por Dalton (Figura 2.5) na representação dos elementos químicos, nomeadamente pela

primeira letra maiúscula do nome e, nos casos de redundância, uma letra maiúscula seguida

de uma outra, minúscula, considerando-se sempre o nome original do elemento em latim ou

grego (BRYSON, 2005; MELLOR, 1955). A luz dessas regras, hoje o enxofre é representado

pela letra S (do latim sulfur); o cobre por Cu (do latim cuprum) e o ouro por Au (do latim

aurum). Nos compostos, além dos símbolos dos elementos, segundo Berzelius a

multiplicidade entre eles seria representada por números subscritos. Dessa forma, seguindo

essa orientação, a água é escrita como H2O25

, cuja representação indica a proporcionalidade

de 2:1 entre os elementos hidrogênio e oxigênio presentes nessa substância.

Berzelius é reconhecido não somente por suas contribuições na simbologia dos

elementos químicos, que hoje é adotada pela IUPAC, mas também pela determinação de

25Neves e Farias (2008) e Bryson (2005) registram que Berzelius adotou um notação sobrescrita para representar o número de

átomos presentes em um composto, tal como Cu2O e H2O, posteriormente essa notação foi modificada para Cu2O e H2O.

45

massas atômicas mais exatas que John Dalton (STRATHERN, 2002). Conforme mencionado,

as massas obtidas por Dalton foram estimadas com base na combinação do hidrogênio com

outros átomos. No entanto, o fato desse elemento formar um número limitado de compostos

binários e a proporcionalidade dos elementos em alguns compostos não ser exatamente

conhecida26

introduziram erros nas massas estimadas por John Dalton (BRYSON, 2005).

Simbologia de

Berzelius H N O

Pictograma de

Dalton

Massas de

Dalton (1810) 1 5 7

Massas

em1872 1,0 14,0 16,0

Massas da

IUPAC (2010) 1,0079 14,007 15,999

Figura 2.6: Comparação entre algumas massas atômicas de Dalton e os valores já conhecidos em 1872

Fonte: Adaptado de Trindade et al., (1989)

Dessa forma, Berzelius, em 1830, atribuiu o valor 100 para o oxigênio e o adotou

como um novo padrão na elaboração de uma nova tabela de massas atômicas, contudo esse

valor fez com que a massa dos elementos ficasse relativamente grande, logo não foi muito

bem aceito. Jean Servais Stas (1813-1891), em trabalhos feitos cuidadosamente a partir de

1850, assumiu o valor 16 para o oxigênio e recalculou os valores das massas atômicas

(MELLOR, 1955; PAULING, 1967). É importante observar na Figura 2.6 as diferenças entre

as massas de Dalton e aquelas de 1858 e a proximidade dessas últimas com os valores

atualmente orientados pela IUPAC.

Afora Berzelius e Stas, outros cientistas apresentaram especial interesse na

determinação das massas dos elementos. Nessa linha, destacam-se os trabalhos de Charles

Gerhardt (1816 – 1856) que assumiu que os gases eram compostos por moléculas diatômicas

26 Dalton desconhecia o número de átomos de hidrogênio e oxigênio presentes em uma molécula de água. Supôs,

por simplicidade, que a reação entre esses elementos era de 1:1, e concluiu, erroneamente, que o átomo de

oxigênio possuia cerca de sete vezes mais massa que o átomo de hidrogênio.

46

e corrigiu alguns valores das massas disponíveis que estavam duplicados. Pierre Louis Dulong

(1826 – 1919) e Alex Thérèse Pettit (1791 – 1820) que descobriram que o calor específico dos

elementos sólidos quando multiplicados por suas respectivas massas atômicas fornecia uma

constante (SCERRI, 2007) e principalmente Stanislau Cannizarro, que participou do

congresso de Karlsruhe27

, em 1860, na Alemanha, onde teve a oportunidade de apresentar,

baseado na hipótese de Amedeo Avogadro28

, uma definição clara acerca dos pesos atômicos

(massas atômicas), bem como importância da tabela de massas de Gerhardt, com ligeiras

modificações (POLO, 2000; TOLENTINO et al., 1997). Tempos depois, vários cientistas,

dentre eles, William Oding, Julius Lothar Meyer e Dmitri Ivanovitch Mendeleev participantes

do congresso de Karlsruhe (1860), aceitaram o peso atômico29

como uma característica

inerente a cada átomo e que as propriedades desses átomos seriam função do mesmo

(SCERRI, 2007; TOLENTINO et al., 1997). Com a descoberta de outros elementos,

identificação, separação e determinação de suas abundâncias isotópicas Theodore William

Richards (1868 - 1918) foi capaz de determinar ainda com maior exatidão o peso atômico dos

elementos químicos, trabalho esse reconhecido com o Prêmio Nobel de 1914 (SCERRI,

2007), já no século XX.

2.3.6 A Evolução da Tabela Periódica

2.3.6.1 As Tríades de Johann Döbereiner

Em 1817 Johann Döbereiner (1740 – 1849), baseado na hipótese de Proust

identificou que os elementos cálcio (Ca), estrôncio (Sr) e bário (Ba) poderiam ser dispostos

em trio com base em suas similaridades químicas. Döbereiner mostrou que a massa de

combinação do estrôncio era a média aritmética das massas de combinação do cálcio e do

bário (PAULING, 1967). Nessa época a maior parte dos elementos químicos ainda não era

conhecida, e essa trinca, posteriormente denominada por tríade, mostrou-se um excelente

27Segundo Tolentino e colaboradores (1997) e Polo (2000), o congresso de Karlsruhe foi o evento científico mais importante

da segunda metade do século XIX. Trata-se do primeiro congresso científico internacional da área de Química, com a

participação de 140 químicos de vários países. Dentre os principais objetivos do congresso estava a discussão acerca da

padronização das massas atômicas. 28As idéias de Amadeo Avogadro, no início do século XIX, foram consideradas inapropriadas, pois com os conceitos da

época era impossível aceitar que dois átomos de hidrogênio poderiam combinar entre si para produzir uma molécula de

hidrogênio, uma vez que imaginava-se que os elementos reagiam por afinidade entre elementos distintos. 29

Entenda-se como massa atômica

47

meio para se agrupar os elementos semelhantes. Em 1829, um ano após a descoberta do

bromo (Br), Döbereiner comparou o recém-descoberto elemento com os pesos atômicos

(massas atômicas) disponíveis para o cloro (Cl) e o iodo (I) constatou uma relação entre os

três elementos e propôs sua segunda tríade: Cl, Br e I. Posteriormente, ele concentrou

esforços no estabelecimento de uma terceira tríade entre os elementos: lítio (Li), sódio (Na) e

potássio (K). Finalmente, a última tríade descoberta por Döbereiner envolvia o enxofre (S),

selênio (Se), telúrio (Te) (GLEISER, 2008; SCERRI, 2007).

A lei das Tríades mostrou-se incipiente, pois limita-se apenas a doze dos cinquenta e

quatro elementos conhecidos e acabou por ser rejeitada pelos contemporâneos de Döbereiner

por ter sido interpretada como uma mera coincidência (STRATHERN, 2002). Contudo, é

interessante observar na Figura 2.7 que hoje as quatro tríades de Döbereiner pertencem aos

grupos dos metais alcalinos (Li, Na e K), metais alcalinos terrosos (Ca, Sr e Ba), calcogênios

(S, Se e Te) e halogênios (Cl, Br e I), uma prova de que esse era um caminho a ser explorado.

Figura 2.7: Analogia entre as Tríades propostas de Döbreiner e a Tabela Periódica atual

Fonte: Elaborado pelo autor

Embora os trabalhos de Döbereiner não tenham exercido impacto, eles influenciaram

estudos posteriores, em especial, aqueles desenvolvidos por Leopold Gmelin (POLO, 2000;

SCERRI, 2007) e Lothar Meyer (SCERRI, 2007).

48

2.3.6.2 O Sistema de Leopold Gmelin

Em 1843, vinte e seis anos antes de Mendeleev publicar seu influente sistema,

Leopold Gmelin (1788– 1853), fundamentado nos resultados de Döbereiner e calcado em

outros valores de pesos atômicos que não estavam disponíveis para seu predecessor não

somente propôs novas tríades, como também sugeriu essa denominação para esse conjunto de

três elementos. Enquanto Döbereiner não foi capaz de estabelecer o relacionamento entre

tríades que envolviam outros metais alcalinos terrosos, Gmelin distinguiu a relação entre

magnésio, bário e cálcio, ampliando assim esse e outros conjuntos de elementos (SCERRI,

2007). Embora Gmelin não tenha obtido êxito na ordenação dos elementos de transição, a

partir das quatro tríades desconexas de Döbereiner, ele desenvolveu um sistema em formato

de “V” dotado por cinqüenta e três elementos ordenados segundo a ordem crescente de seus

números atômicos (Figura 2.8).

O N H

F Cl Br I Li Na K

S Se Te Mg Ca Sr Ba

P As Sb Be Ce La

C B Bi Zr Th Al

Ti Ta W Sn Cd Zn

Mo V Cr U Mn Ni Fe

Bi Pb Ag Hg Cu

Os Ir Rh Pt Pd Au

Figura 2.8: Sistema em “V” proposto por Leopold Gmelin para ordenação dos elementos em 1843.

Fonte: Adptado de Scerri (2007 p. 45).

Para chamar a atenção do trabalho de Leopold Gmelin, Scerri (2007) propôs uma

reestruturação da Figura 2.8, por meio do deslocamento da extremidade esquerda do “V” para

baixo, conforme ilustrado na Figura 2.9, a seguir.

49

O N H

F Cl Br I

S Se Te

P As Sb

C B Bi

Ti Ta W

Mo V Cr U Mn Ni Fe

Bi Pb Ag Hg Cu

Os Ir Rh Pt Pd Au

Sn Cd Zn

Zr Th Al

Be Ce La

Mg Ca Sr Ba

Li Na K

Figura 2.9: Deslocamento da extremidade direita do sistema de Gmelin para baixo.

Fonte: Adaptado de Scerri (2007 p. 46)

A remoção do boro (B), bismuto (Bi) e dos elementos centrais e a rotação do sistema

“V” em 90° não compromete a ordenação proposta por Gmelin (Figura 2.10). Nesse arranjo,

percebe-se o claro posicionamento de vários elementos representativos em seus respectivos

grupos.

1 2 14 15 16 17

Li C F

Na Mg P S Cl

K Ca As Se Br

Sr Sb Te I

Ba

Figura 2.10: Analogia entre o sistema proposto por Leopold Gmelin e a Tabela Periódica atual

Fonte: Adptado de Scerri (2007, p. 47)

Tanto o sistema de Döbereiner (Figura 2.7) como o de Gmelin (Figura 2.8) não são

propriamente considerados como periódicos, pois não retratam de modo explícito a

periodicidade, contudo o posicionamento das tríades de Leopold Gmelin significou um

avanço na ordenação dos elementos baseado no crescimento do peso atômico.

50

2.3.6.3 O Parafuso Telúrico de Alexandre Emile Béguyer De Chancourtois

Em 1862, cerca de trinta anos após Döbereiner propor as tríades, Alexander Emile

Béguyer De Chancourtois (1820 – 1886) desenhou um gráfico em formato helicoidal (espiral)

sobre um cilindro metálico.

Figura 2.11: Parafuso de Alexandre De Chancourtois

Fonte: Reproduzido de Scerri (2007 p. 70)

51

De Chancourtois tomou como referência o peso atômico do oxigênio e dividiu o

gráfico em dezesseis partes iguais, posteriormente dispôs os elementos químicos, segundo a

ordem crescente de seus números característicos, que correspondiam aos pesos atômicos dos

elementos até então conhecidos. Esse dispositivo tridimensional, representado na Figura 2.11,

foi denominado por Parafuso Telúrico30

(PAULING, 1967; STRATHERN, 2002;

TOLENTINO et al., 1997). Os pontos coincidentes, equivalentes às voltas do cilindro,

correspondiam aos elementos cujas massas atômicas diferiam em dezesseis unidades dos

elementos subseqüentes. Por meio desse arranjo, constata-se, por exemplo, na Figura 2.11 que

o potássio (peso atômico 39) estava abaixo do sódio (peso atômico 23) e este por sua vez

situava-se abaixo do lítio (peso atômico: 7). Na coluna seguinte, observam-se em seqüência os

elementos magnésio (Mg), cálcio (Ca), ferro (Fe), estrôncio (Sr), urânio (U) e ródio (Rh). Um

incauto prenúncio do grupo dos metais alcalinos e alcalinos terrosos, ao desconsiderar o

posicionamento incorreto de alguns metais hoje conhecidos por elementos de transição.

Ao observar que os elementos com propriedades similares apareciam em pontos

aproximadamente correspondentes De Chancourtois sugeriu a hipótese de que “Les

proprietées des corps sont les proprietées des nombres”31

(PAULING, 1967), ou seja, ele

estava consciente que as propriedades dos elementos variavam em função das suas massas

atômicas e se repetiam a cada sete elementos. Sob essa perspectiva, Strathern (2002) e Scerri

(2007) concordam que a essência do sistema periódico surgiu em 1862, ou seja, sete anos

antes de Mendeleev chegar a mesma conclusão.

De Chancourtois redigiu um artigo que demonstrava a regularidade entre os

elementos químicos no Parafuso Telúrico, contudo os editores do periódico Comptes Rendus,

muito provavelmente devido à complexidade de reprodução do material omitiram a ilustração

do cilindro (Figura 2.11), o que tornou o artigo praticamente incompreensível para a maioria

dos leitores. Em face da dificuldade de visualização da estrutura tridimensional proposta por

ele e o posicionamento equivocado de alguns elementos, o sistema não teve repercussão

(SCERRI, 2007; TOLENTINO et al., 1997). Em 1863, o artigo foi republicado, de modo

independente. Porém, a segunda versão exerceu menor influência ainda, quando comparada

com a primeira (SCERRI, 2007; STRATHERN, 2002).

30Segundo Scerri (2007) e Sprosen (1969) apud Tolentino et al. (1997) existem duas hipóteses para a escolha dessa

denominação. A primeira delas seria pelo fato do elemento telúrio estar situado no centro do arranjo desenvolvido por Emile

De Chancourtois, já a segunda seria uma analogia a tellos, terra em grego, e como geólogo ele estaria voltado para classificar

os elementos da terra. 31Tradução: As propriedades dos elementos são as propriedades dos números.

52

2.3.6.4 A Tabela de William Odling

Segundo Tolentino e colaboradores (1997), a classificação de William Odling (1829

- 1921) pode ser considerada uma das precursoras mais próximas da Tabela Periódica atual,

visto a sua semelhança as tabelas de Lothar Meyer e Dimitri Mendeleev. Odling, em 1864,

não só agrupou os elementos com base nas suas características, como também considerou as

propriedades dos compostos formados por esses elementos (SCERRI, 2007; TOLENTINO et

al., 1997).

Figura 2.12: Tabela de William Odling publicada em 1864

Fonte: Reproduzido de Scerri (2007, p. 83).

Como critério de semelhança entre os elementos, Odling considerou os calores

atômicos e a regularidade dos volumes atômicos dos elementos (TOLENTINO et al., 1997),

53

que foram ordenados em ordem crescente dos pesos atômicos recomendados por Cannizzaro32

(SCERRI, 2007). O sistema proposto (Figura 2.12) já contemplava elementos bastante

familiares, tais como flúor, cloro, bromo e iodo; cálcio, bário e estrôncio; nitrogênio, fósforo,

arsênio e bismuto; oxigênio, enxofre, selênio e telúrio dispostos em linhas horizontais, que

hoje equivalem aos grupos da tabela atual (SCERRI, 2007; TOLENTINO et al., 1997;

TRINDADE et al., 1989). Além disso, a ordenação de Odling agrupava cinqüenta e sete

elementos dos até então sessenta conhecidos e apresentava lacunas (“) para um futuro

preenchimento desses espaços com novos elementos.

2.3.6.5 A Tabela de John Alexander Reina Newlands

Outro modelo de Tabela foi proposto em 1865 por John Alexander Reina Newlands

(1837 - 1898), que por analogia as notas musicais (dó, ré, mi, fá, sol, lá, si) sugeriu que os

elementos, poderiam ser agrupados em linhas verticais de sete elementos, na ordem crescente

de suas massas atômicas, assumindo a similaridade entre os elementos ao longo dessas linhas

horizontais. Segundo ele, o oitavo elemento a ser iniciado na coluna seguinte seria uma

espécie de repetição do primeiro, como as oitavas de um piano – Lei das Oitavas33

(BRYSON, 2005, PAULING, 1967; STRATHERN, 2002).

Figura 2.13: Tabela de Newlands ilustrando a lei das oitavas apresentada à Chemical Society em 1866

Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº H 1 F 8 Cl 15 Co/Ni 22 Br 29 Pd 36 I 42 Pt/Ir 50

Li 2 Na 9 K 16 Cu 23 Rb 30 Ag 37 Cs 44 Os 51

G Mg 10 Ca 17 Zn 24 Sr 31 Cd 38 Ba/V 45 Hg 52

Bo 4 Al 11 Cr 19 Y 25 Ce/La 32 U 39 Ta 46 Tl 53

C 5 Si 12 Ti 18 In 26 Zr 33 Sn 40 W 47 Pb 54 N 6 P 23 Mn 20 As 27 Di/Mo 34 Sb 41 Nb 48 Bi 55

O 7 S 14 Fe 21 Se 28 Ro/Ru 35 Te 43 Au 49 Th 56

Observa-se a inclusão de símbolos não convencionais do ponto de vista contemporâneo, saber: G para o glicínio, posteriormente chamado de berílio; Bo para o boro; Di para o dídimio, o qual mais tarde mostrou-se ser uma mistura de terras raras; e Ro para o rhodio.

Fonte: Adaptado de SCERRI (2007, p. 79)

Na Figura 2.13 observa-se que o sódio figurava ao lado potássio. Já o glicínio (G)

estava ao lado do magnésio (Mg) e esse ao lado do cálcio (Ca). Por sua vez o boro estava ao

32Semelhante a Lothar Meyer e Dmitri Mendeleev (TOLENTINO et al., 1997, p. 105, 107), William Odling participou do

congresso de Karlsruhe (1860), onde defendeu a importância da adoção de um único sistema de massas atômicas e após o

congresso, Odling tornou-se obstinado pelas idéias de Cannizzaro (SCERRI, 2007, p. 82). 33Segundo Scerri (2007), a tabela de Odling antecedeu a versão final das Oitavas de Newlands, apresentada a London

Chemical Society em 1865.

54

lado do alumínio. O flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br) e iodo (I) posicionados na mesma linha

horizontal (STRATHERN, 2002). Lamentavelmente, as idéias de Newlands estavam a frente

do seu tempo, o que fez com que a Lei das Oitavas fosse menosprezada por seus

contemporâneos, principalmente por ser análoga a escala de notas musicais, e dessa forma a

Chemical Society of London recusou-se a publicá-la no Journal of the Chemical Society34

(STRATHERN, 2002; BRYSON, 2005; GLEISER, 2008)

A Lei das Oitavas possuía limitações, pois não previa elementos futuros. Alguns

elementos, principalmente aqueles de maior massa, não enquadravam suas propriedades na

sequência estabelecida por Newlands (STRATHERN, 2002), como por exemplo, os metais

cobalto (Co) e níquel (Ni) intercalados entre cloro (Cl) e bromo (Br) (TOLENTINO et al.,

1997). Posteriormente percebeu-se que parte desse problema era devido à incorreção dos

pesos atômicos disponíveis na época (STRATHERN, 2002).

2.3.6.6 A Tabela de Julius Lothar Meyer

Muitos autores creditam a Mendeleev a formulação inicial da Tabela Periódica,

ignorando os trabalhos de seus contemporâneos, principalmente, àquele produzido por Lothar

Meyer (1830 - 1895), que em 1864, cinco anos antes da primeira tabela apresentada por

Mendeleev, desenvolveu uma tabela composta por vinte e oito elementos , dispostos em

ordem crescente de seus pesos atômicos (massas atômicas) e que apresentavam uma

característica em comum: a valência (SCERRI, 2007; TOLENTINO et al., 1997). Dessa

forma, Meyer não só ordenou os elementos em função dos seus pesos atômicos, mas também

em função de suas propriedades químicas (QUADBECK-SEEGER, 2007; SCERRI, 2007).

Na tabela apresentada na Figura 2.14 observa-se espaços reservados (--), a novos

elementos, como também há a interpolação de dados de elementos vizinhos. Percebe-se que

abaixo do elemento silício deveria existir um elemento com um peso atômico superior a

44,55; o que implicaria no valor de peso atômico 73,1 para esse elemento desconhecido. Em

1886, ele foi isolado e nomeado por germânio e valor de seu peso foi 72,3 (SCERRI, 2007).

Resultado muito próximo ao valor previsto por Lothar Meyer, que infelizmente publicou seu

trabalho posteriormente (TRINDADE et al., 1989) a Mendeleev.

34 Em 1887, John Newlands obteve o reconhecimento do seu trabalho e recebeu a Medalha Dave pela Royal Society.

55

Figura 2.14: Primeira Tabela de Lothar Meyer, 1864

Fonte: Reproduzido de Scerri (2007, p. 94)

Meyer insistia em encontrar propriedades que refletissem a influência dos pesos

atômicos. Sob essa perspectiva, ele calculou o volume atômico a partir da relação entre os

pesos específicos e os pesos atômicos dos elementos, no estado sólido (TOLENTINO et al., 1997).

Finalmente em 1870, de posse dessas informações, Meyer apresentou um sistema ortogonal

que refletia a periodicidade do volume atômico dos elementos em função dos seus pesos

atômicos (Figura 2.15).

Figura 2.15: Sistema ortogonal desenvolvido por Lothar Meyer em 1870

Fonte: Reproduzido de Scerri (2007, p. 97).

56

No gráfico, ilustrado na Figura 2.15, evidencia-se claramente a periodicidade, visto

que à medida que o peso atômico aumenta o volume atômico inicialmente diminui, depois

aumenta, atingindo um valor máximo e reduz novamente e assim sucessivamente. Em 1868.

com base nessa constatação, Meyer elaborou uma tabela que refletia esse comportamento e

incorporou-a na segunda edição do seu livro, que foi publicado tardiamente em 1872

(TOLENTINO et al., 1997). Esse derradeiro arranjo encontra ilustrado na Figura 2.16.

Figura 2.16: Tabela Periódica refletindo o periodismo de Lothar Meyer, 1872.

Fonte: Reproduzido de PETRIANOV et al (1981) apud Tolentino e colaboradores (1997, p. 107).

Irrefutavelmente, a principal contribuição de Meyer foi o reconhecimento do

comportamento periódico, ou seja, o estabelecimento de um padrão de repetição de uma

propriedade dos elementos por meio de um gráfico em função do peso atômico. Paralelo a

esse trabalho surgiu a proposta de Dmitri Ivanovitch Mendeleev, que também organizou os

elementos químicos, a partir do mesmo princípio de Meyer (SCERRI, 2007), conforme será

discutido a seguir.

2.3.6.7 A Tabela de Dmitri Ivanovitch Mendeleev

É notório que os trabalhos desenvolvidos por William Odling e Lothar Meyer eram

muito semelhantes à proposta de Dmitri Mendeleev (SCERRI, 2007; TOLENTINO et al.,

1997), que desenvolveu o sistema, que se tornou o pilar da classificação periódica atual. Em

57

1869, Mendeleev (1834 – 1907) ordenou os elementos em ordem crescente de seus pesos

atômicos e os distribuiu em oito colunas verticais e doze linhas horizontais (QUAM; QUAM,

1934). Esse arranjo, na versão manuscrita e impressa, pode ser observado na Figura 2.17, a

seguir:

a) b)

Figura 2.17: Primeira Tabela desenvolvida por Mendeleev, em 1869. a) versão manuscrita; b) versão impressa

Fonte: Reproduzido respectivamente de Gleiser (2008, p. 137) e Strathern (2002, p. 247).

Em 1871, Mendeleev publicou uma nova tabela e as lacunas observadas nesse novo

arranjo (Figura 2.18) denotam todos os elementos que ele julgava existir, mas que ainda não

havia sido descobertos. Cabe destacar que esse conceito também havia sido utilizado por

Lothar Meyer (Figura 2.14).

58

Figura 2.18: Segunda versão da Tabela Periódica de Mendeleev, publicada em 1871.

Fonte: Reproduzido de Scerri (2007, p. 111)

Com base nessa tabela Mendeleev previu com exatidão as propriedades dos

elementos do germânio (eka-silício), semelhante a Meyer e do gálio (eka-alumínio), até então

desconhecidos (TRINDADE et al., 1989). As fórmulas genéricas apresentadas no topo de

cada coluna da tabela representada na Figura 2.18 referem-se aos compostos formados pelos

elementos químicos constantes em cada coluna (BELTRAN et al., 1991). Por meio desse

sistema, ele demonstrou o valor da Tabela Periódica na sistematização do conhecimento

químico (BRYSON, 2005; GLEISER, 2008), como também na previsão do comportamento

químicos de novos elementos.

Em 1879, Mendeleev apresentou uma terceira versão para classificação periódica

(Figura 2.19), que era muito mais semelhante a Tabela Periódica atual. Nela estavam

contemplados os elementos descobertos após 1871, ano da publicação da sua segunda versão

(SCERRI, 2007; TOLENTINO et al., 1997).

59

Figura 2.19: Tabela Periódica organizada por Mendeleeev em 1879.

Fonte: reproduzido de Tolentino e colaboradores (1997, p. 111)

Seguidamente, Mendeleev propôs um novo arranjo (Figura 2.20), no qual estavam

contemplados os gases nobres no grupo zero, como também organizou os elementos em

grupos e subgrupos. Analisando essa tabela percebe-se que ela foi a base para o

estabelecimento daquelas tabelas periódicas que empregavam a numeração arábica ou romana

acompanhadas pelos grupos A e B (TOLENTINO et al., 1997), que permaneceram em uso até

1985 (FLUKE, 1988).

Figura 2.20: Tabela mais moderna organizada por Mendeleev.

Fonte: Reproduzido Tolentino e colaboradores (1997, p. 112)

60

Hoje o sistema de numeração dos grupos recomendado pela IUPAC é feito por meio

de algarismos arábicos de 1 até 18, começando a numeração da esquerda para a direita. Dessa

forma, os sistemas de numeração dos grupos, que empregam algarismos romanos, algarismos

arábicos associados às letras “A” e “B” são considerados obsoletos, desde 1988 (FLUKE,

1988), os quais consistem em uma herança de uma das tabelas propostas por Mendeleev

(TOLENTINO et al., 1997).

2.3.6.8 Julius Lothar Meyer X Dmitri Ivanovitch Mendeleev

Tanto Meyer como Mendeleev avançaram mais que seus predecessores. Ambos

participaram do congresso de Karlsruhe juntamente com Odling e foram fortemente

influenciados pelas idéias de Cannizzaro (TOLENTINO et al., 1997). Trabalhando

independentemente, ambos descobriram a lei periódica (SCERRI, 2007). Lothar Meyer

propôs sua primeira tabela em 1864, que por seu turno foi capaz de demonstrar graficamente

o periodismo em função dos pesos atômicos (SCERRI, 2007; TRINDADE et al., 1989) e

apresentou uma segunda versão, expandida, apenas em 1872. Um ano antes, Mendeleev

publicou os resultados de suas pesquisas e, em 1871, lançou uma nova versão da sua tabela

(Figura 2.19) e chegou a um grau de exatidão que todos os seus contemporâneos não

alcançaram (BELTRAN et al., 1991). Talvez por isso a tabela periódica ficou quase que

exclusivamente ligada a sua imagem (TOLENTINO et al., 1997).

2.3.6.9 A Tabela Após Henry Gwyn Jeffreys Moseley

A compreensão da estrutura do núcleo do atômico a partir da descoberta da

radioatividade, em 1896, por Henri Becquerel (1852 – 1908) e os trabalhos posteriores de

Marie Sklodwska Courie (1867 – 1934) e Pierre Courie (1859 – 1906) proporcionaram maior

compreensão acerca da estrutura atômica (BALCHIN, 2009; CHASSOT, 2004;

QUADBECK-SEEGER, 2007), proporcionando a identificação dos isótopos, em 1900, por

Frederick Soddy (1877 – 1956), a descoberta do nêutron, por James Chadwick (1891-1974)

em 1932 (BRYSON, 2005; CHASSOT, 2004; SCERRI, 2007) e, principalmente, a

constatação de que as cargas elétricas positivas constituintes do núcleo atômico, não eram

61

apenas coadjuvantes e que mereciam a mesma importância até então concedida aos pesos

atômicos (TOLENTINO et al., 1997).

Nessa linha, em 1913, Henry Moseley (1887 – 1915), ao estudar a emissão de raios-

X por átomos de diferentes elementos bombardeados por um feixe de elétrons acelerados por

forte campo elétrico, verificou que a radiação X emitida era inerente a cada elemento, quando

examinadas determinadas raias do espectro descontínuo dessa radiação (MOSELEY, 1913;

QUADBECK-SEEGER, 2007; TOLENTINO et al., 1997).

Figura 2.21: Relação linear observada por Henry Moseley em 1913

Fonte: Reproduzido de Moseley (1913)

62

A freqüência dessas emissões estava diretamente relacionada com um número inteiro

que se encontrava associado às cargas positivas presentes no núcleo do elemento sob estudo

(TOLENTINO et al., 1997). Ao comparar suas observações com o posicionamento dos

elementos na Tabela Periódica, Moseley constatou o relacionamento linear (Figura 2.21) entre

o número de ordem de cada elemento na Tabela Periódica e a raiz quadrada do inverso da

freqüência da radiação de uma das raias, conhecida como raia Kα (SCERRI, 2007;

BALCHIN, 2009). Atualmente, esse número, é denominado por número atômico (Z) que

corresponde ao número de partículas positivas (prótons), constantes do núcleo de qualquer

átomo, que o distingue univocamente.

O trabalho de Henry Moseley fez com que o número atômico se tornasse a variável

mais importante da lei Periódica (SCERRI, 2007; TOLENTINO et al., 1997) e a partir dessa

constatação (MOSELEY, 1913), o periodismo atrelado aos pesos atômicos foi substituído

pelo periodismo em função dos números atômicos, que conseqüentemente orientou para

novos leiautes da Tabela Periódica; distintos daquele proposto por Dmitri Mendeleev

(BALCHIN, 2009; TOLENTINO et al., 1997).

Ao ordenar os elementos em ordem crescentes de seus respectivos números

atômicos, as anomalias que ainda se faziam presentes na tabela de Mendeleev foram

praticamente resolvidas. O formato da Tabela Periódica atual, também foi influenciado por

trabalhos desenvolvidos por outros cientistas, pós–Moseley, que não só descobriram como

também sintetizaram novos elementos e propuseram novas formas de ordenação. Dentre esses

pesquisadores destaca-se a Figura de Glenn Theodore Seaborg.

2.3.6.10 A Tabela Após Gleen Theodore Seaborg

A última mudança substancial efetuada na Tabela Periódica aconteceu a partir de

1945, cinco anos após a descoberta do elemento plutônio por Glenn Seaborg. Além da

descoberta desse elemento, Glenn Theodore Seaborg (1912 - 1999) e colaboradores

sintetizaram e identificaram outros elementos transurânicos, a saber: plutônio, amerício, cúrio,

berquélio, califórnio, einstéinio, férmio, mendelévio, nobélio e o elemento 106, que após

muita controvérsia foi chamado seabórguio, em sua homenagem (SCERRI, 2007;

TOLENTINO et al., 1997).

63

Figura 2.22: Tabela Periódica antes e depois da intervenção de Glenn Seaborg.

Fonte: Traduzido adaptado de Scerri (2007, p. 23).

Seaborg foi responsável por modificar o leiaute da Tabela Periódica (Figura 2.22)

(SCERRI, 2007). Nesse arranjo, os novos elementos apareciam como parte de uma série

iniciada pelo actínio e, por isso, foi chamada de série dos actinídeos, abaixo da série dos

lantanídeos.

2.3.7 IUPAC Como Entidade Normalizadora

Os anseios acerca da necessidade de colaboração internacional e padronização da

linguagem Química advieram de uma série de reuniões internacionais, dentre as quais se

destaca o congresso de Karlsruhe, organizado por Friedrich August Kekulé em 1860 (IUPAC,

2007a; POLO, 2000; QUADBECK-SEEGER, 2007; STRATHERN, 2002), que muito

influenciou no estabelecimento da lei periódica. Mais uma vez, o desejo de padronização, se

fez presente em 1911, quando em Paris, o fragmentado órgão antecessor a IUPAC, a

Antes de Seaborg

Pós Seaborg

Terras raras

Lantanídeos

Actnídeeos

64

Associação Internacional das Sociedades de Química (IACS), propôs um conjunto de

orientações que incluíam: i) a padronização da nomenclatura de química orgânica e

inorgânica, ii) a padronização de pesos atômicos; iii) a padronização de constantes físicas; iv)

a edição de tabelas de propriedades da matéria; dentre outros (IUPAC, 2007a). A IUPAC35

por sua vez, foi criada em 1919 por químicos oriundos da indústria química e universidades,

que reconheceram a necessidade de padronização internacional da linguagem química. Desde

então, a entidade tem promovido a comunicação a nível mundial da Química como ciência e a

sua união com o setor acadêmico, industrial e público em uma linguagem comum a todos,

com destaque especial durante o período da Guerra Fria, pois nessa época a entidade tornou-

se um foro importante na manutenção de um diálogo técnico comum entre os cientistas

partidários do bloco capitalista e socialista (IUPAC, 2007a).

2.3.7.1 A Tabela Periódica segundo a IUPAC

Haja vista as discussões feitas acerca da evolução da Química como ciência (KUHN,

2007), a evolução do conceito de elemento químico e a caracterização dos elementos foi

possível constatar que a Tabela Periódica não surgiu de forma estanque, mas sim de modo

paulatino ao longo da evolução do homem e da própria ciência e graças ao acerbo trabalho de

cientistas como Boyle (1661); Lavoisier (1769), Dalton (1803), Avogadro (1811), Döbereiner

(1829), Cannizzaro (1860); Chancourtouis (1862); Newlands (1865), Mendeleev (1869),

Moseley (1912) dentre outros, que atualmente a Tabela Periódica pode ser considerada uma

das referências mais importantes da química.

Sem dúvida, os primeiros passos para a descoberta dos elementos que hoje estão

presentes na Tabela periódica foi dado pelo então alquimista Robert Boyle, ao questionar a

tria prima de Paracelso e os quatro elementos de Aristóteles. Felizmente, as idéias de Boyle

frutificaram-se cem anos depois, por intermédio de Antoine Lavoisier, o qual não só

suplantou a teoria do flogisto como direcionou a química quantitativamente. As influências do

experimentalismo de Lavoisier na retomada do atomismo por Dalton, as idéias de Gay-Lussac

e Avogadro e o desenvolvimento de novas técnicas analíticas, aliadas a um conjunto de pesos

atômicos padronizados (Congresso de Karlsruhe), possibilitaram o desenvolvimento de um

sistema periódico que se aplica a todos os elementos até então conhecidos e até mesmo para

35A Chemical Society of London foi fundada em 1841 e a American Chemical Society foi criada em 1877 (BRYSON, 2005).

65

aqueles que poderão ser descobertos (POLO, 2000; SCERRI, 2007; TOLENTINO et al.,

1997). Nessa perspectiva histórica, o Apêndice A: Tabela Periódica dos elementos segundo a

IUPAC

Fonte: (IUPAC, 2009)

66

Apêndice B: Linha do Tempo - elementos químicos e a Tabela Periódica fornece um

panorama da descoberta dos elementos químicos ao longo da história da Química,

considerandos a década em que ocorreu a caracterização dos mesmos, bem como a

contribuição científica, filosófica ou o fato histórico ocorrido naquele período. Ao consultar

esse anexo, percebe-se claramente que a partir do congresso de Karlsruhe, os princípios

fundamentais de uma lei periódica amadureceram progressivamente entre os pesquisadores

(POLO, 2000; SCERRI, 2007; TOLENTINO et al., 1997) e culminaram na tabela periódica

atual (Apêndice A: Tabela Periódica dos elementos segundo a IUPAC).

Nesse capítulo foram discutidas apenas algumas das principais ordenações dos

elementos químicos. Arranjos mais antigos poderão ser consultados em Quam e Quam (1934,

1934a, 1934b)36

e proposições consideradas mais modernas, pós Glen Seaborg, poderão ser

consultadas no site The Chemogenesis Web Book (LEACH, 2009).

No próximo capítulo é apresentada a metodologia empregada na concepção desse

estudo.

36

Algumas proposições de Tabelas Periódicas apresentadas por Quam e Quam (1934, 1934a, 1934b): Brauner's Table (1902);

Rydberg Table (1913); Periodic Chart by Quam (1934) Rang's Periodic Table (1893); Werner's Periodic Table (1905);

Courtines' Periodic Classification (1925); Bayley's Periodic System (1882); Adam's Periodic Chart (1911); Margary's

Periodic Table (1921); Stareck's Natural Periodic System (1932); Baumhauer's Spiral (1870); Erdmann's Spiral Table (1902);

Nodder's Periodic Table (1920); Partington's Periodic Arrangements of the Elements (1920); Janet's Helicodial Classification

(1929); Crookes' Periodic Table model (1898); Emerson's Helix (1911); Periodic Table by Harkins and Hall (1916);

Schaltenbrand's Periodic Table (1920); Rixon's Diagram of the Periodic Table (1933); Spring's Diagram (1881); Flavitzky's

Arrangement (1887); Stephenson's Statistical Periodic Table (1929); Friend's Periodic System (1927); Vogel (1918),

Stintzing (1916)Caswell (1929), dentre outros.

67

3 METODOLOGIA

3.1 Tipo de Estudo

Quando se idealiza uma pesquisa é importante a seleção do perfil metodológico

apropriado ao objeto pesquisado. A pesquisa qualitativa é definida por Creswell (2007 apud

Novikoff 2007, p. 67) como aquela “em que o pesquisador configura os conhecimentos

pautando-se nos significados diversos das experiências individuais ou sociais e historicamente

construídos”. Novikoff (2007) salienta que dessa maneira, o pesquisador procura apreender e

compreender o fenômeno sob estudo, segundo a perspectiva dos participantes da situação

estudada e, a partir daí, apresenta a sua interpretação acerca do fenômeno estudado. Portanto,

a pesquisa qualitativa não enumera e tampouco mensura eventos, bem como não se atem a

instrumental estatístico para sua análise, pois se buscam dados descritivos a partir da

exploração direta e interativa do problema. Por sua vez, a pesquisa quantitativa, além de

apreender o discurso do sujeito, utiliza-se de ferramental estatístico para validar seus

pressupostos e/ou hipóteses (NOVIKOFF, 2007). Aqui se intenta estabelecer aprofundado

estudo sobre os dados e as informações coletadas tanto numéricas, quanto conceituais. Deste

modo, além de oferecer os significados em relação ao ensino da química, também se pontuam

quantitativamente os dados geradores dos argumentos aqui elencados para validação da

proposta de um novo recurso técnico-pedagógico para esse ensino.

A pesquisa aqui retratada possui características qualitativas e quantitativas uma vez

que envolveu o levantamento bibliográfico e documental da legislação pertinente ao ensino,

capítulos de livros didáticos e sites voltados para o ensino do conteúdo “Tabela Periódica”.

Trabalhou-se de maneira exploratória sobre o tema, por meio de análises, comparações,

interpretações e críticas aos livros didáticos e sites dedicados ao assunto, sempre em

comparação com as orientações contidas na legislação vigente e publicações correlatas.

Quanto a natureza tratou-se de uma pesquisa aplicada, uma vez que foi o desenvolvido um

instrumento paradidático para o ensino-aprendizagem de química, a T Wanc®©

, a qual foi

submetida a avaliação de seis professores.

68

3.2 Questões de Pesquisa

O interesse em se desenvolver essa dissertação residiu no fato de que, embora a

Tabela Periódica seja o símbolo mais conhecido da linguagem química e um valioso

instrumento didático (SCERRI, 2007; TOLENTINO et al., 1997; TROMBLEY, 2000), os

trabalhos dedicados ao seu ensino não têm se mostrado adequados, visto que as limitações

teórico-práticas observadas nos livros didáticos como recursos teórico-metodológicos,

esvaziam o potencial reflexivo e conceitual que a tabela poderia oferecer. Essas asserções são

sustentadas por trabalhos desenvolvidos por diferentes autores (BELTRAN et al., 1991;

DALLACOSTA et al., 1998; EICHLER et al., 2000; NARCISO JR et al., 2000). Por igual, a

experiência acumulada pelo autor dessa dissertação como professor ao longo de dezessete

anos de magistério e dezoito anos na indústria petroquímica, permitiu o balizamento da

perspectiva tecnicista frente à Tabela Periódica nos livros didáticos e sites dedicados ao tema

em questão. Sob esse prisma, reafirmam-se os seguintes objetivos da pesquisa, geradora da

presente dissertação: i) Apresentar à comunidade de professores um recurso paradidático para

o ensino da Química; ii) Divulgar o potencial didático do Microsoft Excel na perspectiva

crítica (progressista); iii) Ofertar um meio para que os elementos químicos sejam trabalhados

a partir de suas múltiplas relações com a sociedade; iv) Contribuir para novas propostas de

aplicações voltadas para o ensino por meio do uso pertinente dos laptops dos professores; v)

Interpretar o capítulo Tabela Periódica presente nos livros didáticos a luz das orientações do

PCNEM, PCN+ e das Orientações Curriculares para o ensino Médio; vi) Resgatar a evolução

da Tabela Periódica ao longo da história da Química e vii) Observar o que pensam os

professores a respeito do ensino do conteúdo Tabela Periódica e da T Wanc®©

.

Consoante aos objetivos descritos acima se elencou como o principal problema

investigado, a viabilidade de se utilizar uma Tabela Periódica desenvolvida no Microsoft

Excel, como recurso paradidático para o ensino-aprendizagem de Química. Sendo assim, sob

a perspectiva da pedagogia progressista, na sua concepção foram procuradas respostas para as

seguintes questões: a) O capítulo Tabela Periódica presente nos livros didáticos aponta para

qual abordagem pedagógica; tradicional calcada na memorização ou progressista com base na

interdisciplinaridade? b) É possível desenvolver um recurso paradidático no qual os

elementos químicos sejam tratados com ênfase no processo de formação do cidadão? c) Os

recursos de informática disponíveis aos professores podem ser melhor aproveitados em prol

69

do ensino de Química? d) O Microsoft Excel pode ser utilizado como um recurso didático

para o ensino da química na educação básica?

3.3 Fases da Pesquisa

3.3.1 Fase 1: Levantamento no Portal CAPES e artigos correlatos

Inicialmente foi realizada uma busca no portal da CAPES, para se averiguar a

existência de trabalhos (1996 – 2007)37

de mesma natureza ou resultados procedentes de

pesquisas similares que pudessem servir como apoio ao desenvolvimento da dissertação aqui

proposta. Esse levantamento, conduzido em setembro de 2008, não apontou para dissertações

ou teses de tal natureza, o que denotou a primeira dificuldade da pesquisa, contudo apontou

para o seu ineditismo. Com relação as questões pertinentes a interdisciplinaridade foi

descoberto em Carlos (2007) uma vasta investigação dedicada a esse conceito, que serviu

como marco teórico para essa dissertação.

Em alguns artigos foi possível identificar exemplos expressivos para uma mesma

perspectiva quanto ao ensino da Tabela Periódica, porém em menor extensão

(DALLACOSTA et al., 1998; EICHLER et al., 2000) e outros artigos que abordavam o

histórico da tabela periódica (FILGUEIRAS, 1995; FLUKE, 1988; MOSELEY, 1913; POLO,

2000; QUAM et al., 1934; TOLENTINO et al., 1997) e o emprego da informática no ensino

(GABINIL, et al., 2007; JUCÁ, 2006). Não obstante, a escassez de literaturas, dedicadas à

evolução e ao desenvolvimento da tabela periódica, obrigou a importação de literaturas

estrangeiras dedicadas à questão (QUADBECK-SEEGER, 2007; SCERRI, 2007;

TROMBLEY, 2000).

3.3.2 Fase 2: Revisão de Documentos Normativos

Posteriormente foram consultados os documentos normativos que sustentam a base

legal da educação brasileira: i) a Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDBEN) nº

9.394 (BRASIL, 1996); ii) a Resolução CEB 3 (BRASIL, 1998); iii) e outros documentos de

37 Na época da pesquisa no portal CAPES as disssertações estavam disponíveis até o ano de 2006.

70

apoio dirigidos ao ensino de Química no Brasil, tais como o PCNEM (BRASIL, 1999), o

PCN+ Ensino Médio (BRASIL, 2002) e as Orientações Curriculares para o Ensino Médio

(BRASIL, 2006). As informações obtidas na pesquisa documental (Fase 1 e Fase 2)

juntamente com outros livros, serviram de base para a redação do capítulo Revisão de

Literatura.

3.3.3 Fase 3: Levantamento de Livros Didáticos

A terceira etapa da pesquisa envolveu o levantamento bibliográfico de livros

didáticos de química recomendados pelo Programa Nacional do Livro para o Ensino Médio

(PNLEM/2007) (BRASIL, 2007) às escolas de ensino médio brasileiras. Os livros analisados

encontram-se descritos no Apêndice C: Os seis livros didáticos selecionados para avaliação

do conteúdo Tabela Periódica.

3.3.4 Fase 4: Levantamento de Sites Dedicados ao Tema

Concomitante à etapa de avaliação dos livros didáticos foi realizada a seleção e pré-

análise de noventa sites dedicados ao tema. Devido à diversidade de sites, coube nessa fase a

aplicação de dois critérios de exclusão, baseados, sobretudo na fidedignidade e na pertinência

das informações veiculadas por tais meios, escolhendo-se trinta sites para avaliação final, que

se encontram detalhados no Apêndice E: Relação dos trinta sites selecionados para avaliação.

Figuram nesse conjunto os sites da Merck, IUPAC, ACS (American Chemical Society)38

,

NIST (National Institute of Standards and Technology)39

e da NASA (National Aeronautics

and Space Administration) dentre outros considerados pertinentes ao escopo da dissertação.

3.3.5 Fase 5: Análise Interpretativa dos Livros e Sites

Após a seleção das literaturas constantes do Apêndice C e dos sites discriminados no

Apêndice E, foi realizada a leitura crítica desse material à luz dos PCNEM, PCN+ e nas

38Tradução: Sociedade Americana de Química. 39Tradução: Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia.

71

Orientações Curriculares para o Ensino Médio, sendo observados os pontos positivos e as

limitações de tais publicações. Os livros e os sites foram avaliados assumindo-se além dos

critérios de contextualização e interdisciplinaridade a aderência ao formato de Tabela

Periódica preconizada pela IUPAC40

como linguagem padronizada (FLUKE, 1988; IUPAC,

2007), bem como os aspectos relativos a evolução da Tabela ao longo do curso da história da

Química. Para tal propósito, foram criadas quatro categorias (Figura 3.1): a) Eixo

Contextualizador e Interdisciplinar (ECI); b) Histórico e Desenvolvimento (HED); c)

Informações Descritivas e Classificatórias (IDC); d) Linguagem Científica Atualizada (LCA).

Figura 3.1: Categorias utilizadas para avaliação dos livros e sites

Categoria Item, Tema ou Questão Avaliado

Resposta

Pre

sen

ça

Au

sên

cia

EC

I: E

ixo

Co

nte

xtu

ali

zad

or

e I

nte

rdis

cip

lin

ar

Elementos e Toxicidade

Uso genérico sem discussão

Elementos no Meio Ambiente

Elementos na Informática

Elementos na Alimentação

Elementos na Medicina

Elementos na Saúde

Elementos na Atmosfera

Elementos no Corpo Humano

Perigos e Riscos dos Elementos

Contraponto nas propriedades

Exercícios Contextualizados e ou Interdisciplinares

Elementos e Mineralogia

HE

D:

His

tóri

co e

Des

env

olv

imen

to

Ano descoberta

Cronologia da descoberta

Descobridor

Origem do nome

Relação com fatos históricos

Tabelas anteriores

ICD

:

Info

rma

ções

Des

crit

iva

s e

Cla

ssif

ica

tóri

a

s

Propriedades Periódicas

Propriedades Físicas

Números de Oxidação

Números Quânticos

ConFigura ção eletrônica

40A tabela original da IUPAC encontra-se no Apêndice A: Tabela Periódica dos elementos segundo a IUPAC

72

Categoria Item, Tema ou Questão Avaliado

Resposta

Pre

sen

ça

Au

sên

cia

LC

A:

Lin

gu

ag

em

Cie

ntí

fica

Atu

ali

zad

a

Tabela alinhada com as recomendações da IUPAC


3.3.6 Fase 6: Fundamentação Teórica e Desenvolvimento da T Wanc®©

no

Excel

Essa fase, além de trabalhosa em termos de seleção de conteúdos abarcou a criação

do produto teórico-metodológico da pesquisa – T Wanc®©

. Envolveu a minuciosa seleção e

escolha de referências bibliográficas de áreas correlatas ao ensino de Química, conforme

descrito no Apêndice H: Referências bibliográficas utilizadas na concepção da T Wanc©

,

seguido de tratamento didático dos conhecimentos. Adotou-se o diálogo contextualizador e

interdisciplinar considerando a Tabela Periódica “convencional” praticada pelos recursos

didáticos disponíveis visando destacar os temas de notório valor para a sociedade, por meio

do Microsoft Excel. Nesse caminho dialético, ao se desenvolver a T Wanc®©

, tomou-se

extremo cuidado no alinhamento da sua estrutura com as orientações da IUPAC (FLUKE,

1988), de modo a se manter a padronização da linguagem científica, materializando a criação

de um recurso técnico-pedagógico atualizado em seu aspecto operacional, interativo e de fácil

compreensão. Em outras palavras, transformou-se o conhecimento científico em

conhecimento escolar, a partir do tratamento pedagógico dialógico, de modo a possibilitar ao

professor novas escolhas didáticas e metodológicas, lúdicas, criativas e eficazes via

tecnologia.

O manuseio dessa nova ferramenta ajusta-se à demanda pelo ensino atual

considerando o uso massivo da informática para as mais diversas finalidades (MORAN et al.,

2007); visto que a revolução dos computadores pessoais nos últimos anos têm produzido

inúmeras ferramentas para estudantes e professores no que se refere a recursos de hardware e

software. Alguns exemplos de tais meios são a Internet de alta velocidade, scanners,

73

pendrives, laptops e uma infinidade de programas (JUCÁ, 2006), que vão desde aqueles mais

complexos até o popular Microsoft Office Home and Student 2007, que é constituído pelo

processador de textos Word 2007, o editor de apresentações Power Point 2007 e a planilha

eletrônica Excel 2007 (MICROSOFT, 2009; AQUINO, 2007).

Sem dúvidas, uma infinidade de softwares poderia ser utilizada para o

desenvolvimento desse projeto. Optou-se pelo Microsoft Excel por quatro razões básicas,

descritas a seguir: i) Programa de fácil de utilização; ii) Treinamento gratuito oferecido pelo

site do fabricante; iii) Disponível nos laptops fornecidos pelo governo do estado do Rio de

Janeiro aos professores; iv) Programa, considerado de baixo custo41

.

3.3.6.1 Estruturação Teórica T Wanc®

Toda a estrutura da T Wanc®©

foi baseada nas orientações contidas na legislação

vigente (BRASIL, 1996; 1999; 2002; 2006) e após minucioso estudo das referências

bibliográficas citadas no Apêndice H, fez-se o corte epistemológico das informações

necessárias ao propósito do projeto, o qual foi concebido a partir de uma base de dados

principal (BDP), suportada por outras bases de dados, consideradas como secundárias, mas de

igual importância (Figura 3.2).

Na base de dados principal foram armazenadas as informações descritivas e

classificatórias inerentes a cada elemento químico, tais como: símbolos, número de massa,

eletronegatividade, ponto de ebulição, ponto de fusão, abundância isotópica, distribuição

eletrônica, períodos, grupos, valência (ATKINS, 2000; BENVENUTTI, 2006; BROWN et al.,

1999; KOTZ et al., 1998; MASTERTON et al., 1989). Essas informações foram

correlacionadas aos respectivos números atômicos (Z) de cada elemento, que serviu como

indexador (chave-primária), pois a partir do número atômico é que se acessam todas as

informações básicas dos cento e doze elementos químicos armazenados no sistema.

As publicações relacionadas no Apêndice H formam a base contextualizadora e

interdisciplinar da T Wanc, visto que foram selecionadas a partir das lacunas observadas no

capítulo Tabela Periódica dos seis livros didáticos e sites relacionados respectivamente no

Apêndice C e Apêndice E.

41Atualmente é possível adquiri-lo (SUBMARINO, 2010) por R$ 199,00, o que confere ao usuário o direito de instalá-lo em

três computadores diferentes, ou seja, um investimento de R$ 66,33 por licença ou usuário.

74

B

ase

de

Dad

os

Pri

nci

pa

l (B

DP

)

Base de Dados

Secundária

(BDS1)

Base de Dados

Secundária

(BDS2)

Telas da T Wanc

®©

relacionadas a temas

específicos

(BDP X BDSn)

Base de Dados

Secundária

(BDS3)

Base de Dados

Secundária

(BDSn)

Figura 3.2: Estrutura da T Wanc®©


Por sua vez, as informações de cunho contextualizador e interdisciplinar também

foram indexadas, com base no número atômico de cada elemento químico envolvido, em

diferentes bancos de dados, denominados bases de dados secundárias (BDS) (Figura 3.2). A

partir do número atômico desses elementos fez-se o relacionamento entre a base de dados

principal (BDP) e as bases de dados secundárias (BDS), de modo a se conceber as telas da T

Wanc®©

relativas a cada tema tratado pelo aplicativo (Figura 3.2). Todo o relacionamento,

entre as bases de dados foi feito por meio do emprego das funções de lógica, funções de texto

e funções de procura e referência que se encontram disponíveis no Microsoft Excel42

(CARMONA, 2006; LEVINE et al., 2000; MICROSOFT, 2009). Cada tela da T Wanc®©

42

Além das ferramentas gráficas, o programa inclui uma interface intuitiva, suportada por funções, agrupadas em dez

categorias, descritas a seguir: a) Funções de bancos de dados; b) Funções de data e hora; c) Funções de engenharia; d)

Funções financeiras; e) Funções de informações; f) Funções lógicas; g) Funções de pesquisa e referência; h) Funções de

matemática e trigonométrica; i) Funções estatísticas; j) Funções de texto. Essas funções consistem em fórmulas ou ações pré-

escritas que assumem um valor ou mais valores, executa uma operação e retorna um valor ou mais valores, as quais podem

ser utilizadas separadamente ou em conjunto.

75

recebeu um tratamento gráfico e visual associado ao assunto tratado, por meio dos recursos

gráficos43

e de formatação disponíveis no programa (MICROSOFT, 2009).

3.3.7 Fase 7 - Experimentação da T Wanc®©

Após o desenvolvimento da T Wanc®©

foi conduzida uma experimentação

laboratorial da versão beta do aplicativo com um grupo de seis professores que foram

convidados a comentar acerca das limitações e possibilidades da sua utilização como

ferramenta de ensino-aprendizagem. O critério adotado para a seleção desses docentes

fundamentou-se nas seguintes questões: a) atuar no ensino médio; b) possuir laptop e; c) Ter

ministrado ou ministrar o conteúdo tabela periódica no ensino médio. Inicialmente esses

professores responderam a um conjunto de perguntas, consideradas de caráter diagnóstico

(Quadro 3.1 e Quadro 3.2), cujo objetivo foi avaliar o perfil do professor, seu conhecimento e

interesse no desenvolvimento de aplicações no Microsoft Excel voltadas para o ensino de

Química e sua experiência quanto ao processo de ensino-aprendizagem da Tabela Periódica.

Quadro 3.1: Questões para análise do discurso docente: perfil do professor

Análise do Discurso Docente: Perfil do Professor

Pergunta Descrição da Pergunta

Resposta

Sim Não

P 1 Possuiu Formação em Química?

P 2 É Professor da rede pública?

P 3 Ministra(ou) o conteúdo tabela periódica?

P 4 Um software dedicado ao tema facilitaria o ensino-aprendizagem?

P 5 Possui o Microsoft Excel instalado no seu computador?

P 6 Sabe usar o Microsoft Excel?

P 7 Já desenvolveu alguma aplicação no Excel voltada para ensino?

43O Excel oferece suporte para criação de diversos tipos de gráficos, cuja finalidade é exibir dados de distintas maneiras, de

modo que essas informações sejam significativas para uma determinada aplicação. Ao se criar um gráfico no programa é

possível selecionar uma variedade de opções, como por exemplo, gráficos de colunas, linhas, pizza, barras, área, dispersão

dentre outras opções de gráficos e seus respectivos subtipos ou até mesmo a combinação de mais de um modelo de gráfico.

Esses recursos foram utilizados sistematicamente na criação da T Wanc.

76

Com relação as perguntas P 5, P 6 e P 7 apresentadas no Quadro 3.1, cabe

destacar que o foco recai sobre o Microsoft Excel, visto que o recurso proposto nessa

dissertação fundamenta-se nesse aplicativo. Contudo foi explicitado aos professores

participantes da pesquisa que a resposta caberia como positiva caso eles tivessem o

conhecimento com qualquer outro tipo de planilha eletrônica e não somente no Excel.

Quadro 3.2: Questões para análise do discurso docente: aulas sobre tabela periódica

Análise do Discurso Docente: Aulas Sobre Tabela Periódica

Per

gu

nta

Descrição da Pergunta

Resposta

Sem

pre

Fre

qü

ente

men

te

Às

vez

es

Ra

ram

ente

Nu

nca

P 8 Tem (Teve) dificuldades em abordar o conteúdo Tabela Periódica?

P 9 Aborda (ou) a evolução da Tabela Periódica nas aulas?

P 10 Correlaciona a Tabela Periódica com o cotidiano dos alunos?

P 11 Relaciona a Tabela Periódica com outras disciplinas?

P 12 Os alunos mostram-se motivados pelo conteúdo?


Após responder aos dois primeiros conjuntos de questões (Quadro 3.1 e Quadro 3.2)

os professores tiveram a oportunidade de assistir um vídeo e o funcionamento da T Wanc®©

,

que posteriormente foi instalada em seus respectivos computadores, por sete dias, para que

pudessem avaliá-la de maneira mais aprofundada. Nessa etapa, embora a tabela estivesse

protegida por uma senha, que impedia a sua utilização além do período estabelecido, foi

recomendado aos professores que a planilha não fosse utilizada em aulas formais e tampouco

compartilhada com outros colegas ou alunos. Passado o período de testes, os professores

foram convidados a responder ao terceiro conjunto de perguntas (Quadro 3.3), fundamentadas

nos aspectos:

a) pedagógico-metodológico;

b) construção do conhecimento;

c) construção da cidadania e;

d) gráfico e visual.

77

Quadro 3.3: Questões para análise do discurso docente: Avaliação da T Wanc®©

Análise do Discurso Docente: Avaliação da T Wanc®©

P

erg

un

ta

Descrição da Pergunta

Resposta

Co

nco

rdo

Ple

na

men

te

Co

nco

rdo

Nã

o s

ei

Dis

cord

o

Dis

cord

o T

ota

lem

nte

P 13 Percebo que a T Wanc

®© está em consonância com conhecimentos

científicos atuais, veiculando informações e atualizadas.

P 14 Percebo que as informações da T Wanc

®© são adequadas e não induzem a

aprendizagens equivocadas.


®© incentiva o debate sobre as relações entre o

conhecimento popular e o conhecimento científico.


®© incentiva a postura de conservação da saúde e

preservação dos recursos naturais.

P 17 Percebo que os conteúdos são propostos de modo contextualizado e são

relevantes para os alunos.

P 18 Percebo que os conteúdos são propostos de modo interdisciplinar e tem

conexão com o cotidiano dos alunos.

P 19 Percebo que o leiaute da T Wanc

®© encoraja e desperta o interesse de sua

utilização.

P 20 Estou disposto a testar a T Wanc®©

em minhas aulas de química


Nessa etapa desejou-se investigar o que pensam individualmente os professores

acerca do ensino do conteúdo Tabela Periódica e sobre as possibilidades da T Wanc®©

como

recurso de ensino-aprendizagem, não existindo a intenção de se revelar padrões de

comportamento sobre o ensino do conteúdo Tabela Periódica. Embora o uso de questionários,

seja bastante recomendado para casos em que o número de pesquisadores seja grande, optou-

se por esse meio de coleta nessa fase, de modo a se evitar intimidações aos professores

participantes da pesquisa (CARLOS, 2007).

3.4 Tratamento dos Dados

A categorização é o processo pelo qual idéias e objetos são reconhecidos,

diferenciados e estratificados. Em linhas gerais, a categorização consiste no processo

sistemático de organização de objetos ou dados provenientes de um universo ou fenômeno em

grupos ou categorias, com um propósito específico a partir de regras, nas quais cada categoria

corresponde a um conjunto de análise que se agrupa a partir da similaridade, concebidas como

78

dimensões importantes de um fenômeno que se deseja destacar. Dessa forma, para tratamento

dos dados obtidos nas fases 5 e 7, foram criadas categorias para suportar a análise dos livros

didáticos e sites, bem como para avaliação do discurso docente (perfil do professor, aulas

sobre Tabela Periódica e avaliação da T Wanc®©

).

Quadro 3.4: Detalhamento das categorias utilizadas na análise dos livros didáticos, sites e discurso docente.


Considerando-se a natureza mista da pesquisa, as variáveis sob investigação,

descritas no Quadro 3.4, foram classificadas como variáveis categóricas dicotômicas (VCD) e

variáveis categóricas ordinais (VCO), conforme descrito no Quadro 3.5. As variáveis

categóricas dicotômicas, também denominadas binárias, são aquelas que apresentam duas

possibilidades de categorias ou probabilidades de resposta, tipo: sim; não ou ausência;

presença. Já as variáveis categóricas ordinais são aquelas que apresentam três ou mais

categorias ou possibilidades de resposta, na qual existe uma ordem ou “força” explícita entre

elas, por exemplo: sempre, freqüentemente; às vezes, raramente e nunca

Categorias para Análise do Discurso Docente (Avaliação da T Wanc)

Concordo plenamente

Concordo Não sei Discordo Discordo

Totalmente

Categorias para Análise do Discurso Docente (Aulas sobre Tabela Periódica)

Sempre Frequentemente Às vezes Raramente Nunca

Categoria para Análise do Discurso Docente (Perfil do professor)

Concordância (sim) ou Presença (sim) Discordância (não) ou Ausência (não)

Categorias para Análise de Texto (sites)

Presença (sim) Ausência (não)

Categorias para Análise de Texto (livros didáticos)

Presença (sim) Ausência (não)

79

Quadro 3.5: Classificação das variáveis sob estudo: VCD e VCO


Para tratamento das variáveis categóricas ordinais (VCO) (Quadro 3.5) utilizou-se a

escala de Likert (PEREIRA, 2004), de cinco pontos, considerando-se as questões

apresentadas no Quadro 3.2 e Quadro 3.3. A escala de Likert que foi utilizada fundamentou-se

em duas séries padrão de respostas (Quadro 3.4): a) Sempre, freqüentemente; às vezes,

raramente nunca e; b) Concordo plenamente; concordo; não sei; discordo; discordo

totalmente.

Com base nessa padronização, no próximo capítulo são consolidados e apresentados

os resultados das avaliações das fases 5 e 7, baseando-se em Miles e Huberman apud Pereira

(2004 p. 77) que por se tratar de uma pesquisa mista (CRESWELL, 2007 apud NOVIKOFF,

2007) orientam para que esse tipo de análise, seja calcada tanto por representações gráficas

quanto em narrativas. Dessa forma, os dados obtidos serão apresentados primariamente por

meio de gráficos de barras (BASTOS et al., 2006; PEREIRA, 2004) e com um breve relato,

incluindo uma descrição um pouco mais detalhada de uma das situações de ensino-

aprendizagem na perspectiva crítica (progressista) proporcionada pela T Wanc®©

, que

corresponde a fase 6 da pesquisa.

•Análise de Texto: livros didáticos

•Análise de Texto: sites

•Análise do Discurso Docente: Perfil do professor

Variável Categórica

Dicotômica

(VCD)

•Análise do Discurso Docente: Aulas sobre Tabela Periódica

•Análise do Discurso Docente: Avaliação da T Wanc

Variável Categórica

Ordinal

(VCO)

80

4 APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO

DOS RESULTADOS

4.1 A Avaliação dos Livros Didáticos

Após consultar os livros didáticos, constatou-se que aqueles disponibilizados em três

volumes apresentam um maior detalhamento sobre o assunto em questão e que a maioria

deles aborda a Tabela Periódica a partir da classificação dos elementos proposta por Dmitri

Ivanovich Mendeleev em 1869 (STRATHERN, 2002), como se Mendeleev fosse o único a

contribuir para estruturação da Tabela Periódica atual. Um posicionamento equivocado, visto

que, no capítulo 2: Revisão da Literatura foi discorrida a evolução da Tabela Periódica, na

qual constatou-se que Mendeleev foi um daqueles que contribuíram para a concepção da

Classificação da Periódica.

As tentativas de ordenações anteriores mais conhecidas, tais como o parafuso

Telúrico de Alexandre de Chancourtoius e a Lei das Oitavas de John Newlands são

apresentados muito superficialmente e sem a sua devida importância (SCERRI, 2007) e sem

correlação com o desenvolvimento da Química como ciência (Gráfico 4.1 – Histórico e

Desenvolvimento). Em geral, comenta-se acerca dos trabalhos de Henry Moseley em 1913 na

reorganização da Tabela Periódica em função da ordem crescente dos números atômicos dos

(QUADBECK-SEEGER, 2007). Não obstante, a contribuição de Gleen Theodore Seaborg na

reestruturação do sistema periódico após a inclusão dos actinídeos (SCERRI, 2007;

TOLENTINO et al., 1997) é negligenciada, bem como os novos arranjos de tabela propostos

pós-Seaborg (LEACH, 2009). Constatou-se que ao longo do texto da maioria das publicações

também não há referência à origem grega ou latina dos nomes dos elementos, assim como não

há menção ao trabalho de Jöns Jacob Berzelius na formação da simbologia hoje praticada pela

comunidade científica (Gráfico 4.1 – Histórico e Desenvolvimento).

Os livros analisados não referenciam claramente a IUPAC como entidade

normalizadora em âmbito mundial nas questões relativas à química. As tabelas veiculadas

pela maior parte das publicações analisadas não correspondem àquela preconizada pela

81

IUPAC (FLUKE, 1988; IUPAC, 2007), no que se refere à estruturação dos grupos, ou seja, os

livros não adotam a linguagem científica padronizada (Gráfico 4.1 – Linguagem Descritivas

Científica). Em sua maioria, a abordagem dos grupos ainda é feita pela antiga recomendação

da IUPAC. Não há orientações que a divisão em blocos A e B encontram-se em desuso, desde

1985 (FLUKE, 1988). Parte dos livros analisados ainda mantêm a classificação da Sociedade

Americana de Química (ACS) para as famílias IA até VIIIA e para famílias IB até VIIIB, sem

qualquer menção a esse tipo de classificação (SCERRI, 2007).

Os autores fazem uso da antiga classificação da IUPAC para explicar que o número

de cada família do grupo A corresponde ao número de elétrons presentes no último nível de

energia do elemento. Por exemplo, o lítio (Li, família 1A) possui apenas um elétron no seu

último nível de energia (Gráfico 4.1 – Informações Descritivas e Classificatórias). Essa

situação é explicada pelo fato de que os elementos representativos seguem as regras da

periodicidade e esse conteúdo ainda é bastante exigido nos vestibulares (BELTRAN et al.,

1991; ZANON, 2008).

Gráfico 4.1: Resultado da avaliação dos seis livros por categoria


O conceito de periodicidade é explorado de maneira rudimentar por alguns autores.

A maioria, sequer busca explicá-lo por meio de analogias, como por exemplo, as estações do

ano, um gráfico senoidal ou um gráfico de uma onda, que seriam excelentes conexões com a

Matemática e a Física, respectivamente. A classificação dos elementos em metais, não metais,

semi-metais são apresentadas de modo generalizado. Não existe a preocupação em ilustrar a

80%

75%

47%

13%

20%

25%

53%

87%

Eixo Contextualizador e Interdisciplinar

Linguagem Científica Atualizada

Histórico e Desenvolvimento

Informações Descritivas e Classificatórias

Avaliação dos Livros por Categoria

n = 6 livros

Não

Sim

82

distribuição desses elementos na superfície terrestre. Assim como, não se discute a

predominância dos metais, em termos percentuais, em relação aos demais elementos. Os

metais são classificados como uma classe de elementos que apresentam brilho característico,

na temperatura ambiente são sólidos (exceto o mercúrio), condutores de calor e eletricidade,

etc. Interessante observar, que nessa questão não há um relacionamento entre as propriedades

dos elementos e as propriedades gerais, funcionais e específicas da matéria.

Gráfico 4.2: Resultado da avaliação do eixo contextualizador e interdisciplinar dos seis livros


Os ametais são classificados como uma classe de elementos que não apresentam

brilho característico. Contudo, nem todos os livros citam como exceção o iodo e o carbono, na

forma de diamante, que apresentam brilho característico e não conduzem bem o calor e a

17%

67%

17%

33%

17%

33%

33%

33%

17%

17%

83%

33%

83%

67%

100%

100%

100%

83%

67%

67%

67%

83%

100%

83%



Elementos na Agricultura





Elementos na Saúde


Elementos no Corpo humano

Perigos e Risco dos Elementos


Exercícios C&I


Eixo Contextualizador e Interdisciplinar dos Seis Livros Didáticos

(PNLEM 2008)

Sim

Não

83

eletricidade, mas que o carbono sob a forma de grafite (alótropo do carbono) é um bom

condutor de eletricidade e também empregado como lubrificante (KOTZ et al., 1998;

MASTERTON et al., 1989).

Percebeu-se um claro favorecimento dos elementos representativos em detrimento

aos demais elementos. Contudo, as substâncias nas mais diversas formas, em nosso cotidiano

não se constituem apenas de elementos representativos, mas também elementos de transição e

transição interna (SHEREVE et al., 2008). Na maioria das situações propostas praticamente

não se discute o porquê da utilização de um determinado elemento químico em uma aplicação

ou as conseqüências do seu uso inadequado, como por exemplo: a) o processo de

eutrofização, causado por nutrientes a base dos elementos nitrogênio (N); fósforo (P) e

potássio (K) quando utilizados indiscriminadamente na agricultura (BAIRD, 2002; BRAGA

et al., 2005; BRANCO, 2004; ODUM, 1988); b) o porquê da importância de uma alimentação

rica em cálcio para pessoas acima de 50 anos e quais são os alimentos mais ricos nesse

elemento, ou seja, os elementos necessários a uma vida saudável (WHITNEY et al., 2008) e,

c) elementos de transição e sua importância na indústria siderúrgica (SOUZA, 1989), na

pigmentação de tintas e outros materiais (SHEREVE et al., 2008); d) aspecto toxicológicos

dos elementos (OIT, 200X), dentre tantos outros temas possíveis (Gráfico 4.1 – Eixo

Contextualizador e Interdisciplinar e Gráfico 4.2).

Outra situação que merece destaque é a representação alarmante que alguns autores

apregoam a alguns elementos químicos, como por exemplo, o mercúrio (Hg) e o chumbo (Pb)

em relação as suas conseqüências desastrosas no meio ambiente, sem sequer referenciar que

esses elementos também possuem importância na sociedade, na utilização em medidores de

pressão arterial e termômetros, no caso do mercúrio e; em baterias e na radiologia como meio

de proteção no caso do chumbo. Na verdade, os elementos químicos precisam ser

representados sob o aspecto positivo e negativo, pois como Paracelso asseverava que “Todas

as substâncias são venenos, não há uma que não o seja. Somente a dose determina que uma

dada substância não seja veneno” (LING et al., 2005), o que nos dias atuais poderia ser

interpretado como sendo a concentração, uso responsável e descarte correto dos elementos

químicos e suas respectivas substâncias.

Observou-se que na maior parte dos livros não existe menção clara sobre a origem e

a formação dos elementos no universo (TEIXEIRA et al., 2009) e principalmente a questão da

abundância e a disponibilidade desses elementos na natureza (solo, água e ar), uma vez que

parte deles é encontrada em grandes proporções, outros são extremamente raros e estão

ameaçados de esgotamento, tal como o urânio (TEIXEIRA et al., 2009).

84

No que concerne aos exercícios, percebe-se a presença de questões relacionadas a

áreas afins a química (Gráfico 4.2 – Exercícios C&I44

), como por exemplo, questões que

permeiam, principalmente, o meio ambiente e outras voltadas para saúde. Porém, os

exercícios que seguem essa linha são aqueles herdados dos concursos vestibulares (Gráfico

4.2), contudo as atividades de fixação propostas pelos autores dos livros, em sua grande

maioria, não permeiam temas, tais como saúde, alimentação, agricultura, meio ambiente,

corpo humano, medicina (BELTRAN et al., 1991; ZANON, 2008), prevalecendo as

informações descritivas e classificatórias, tais como, posicionamento e localização na tabela

periódica, eletronegatividade, raio atômico, potencial de ionização, em prejuízo aos conteúdos

mais significativos sobre os próprios elementos químicos (Gráfico 4.1), como a ocorrência,

aplicações, métodos de preparação, propriedades e as correlações entre esses temas e os

aspectos relativos a Ciência, Tecnologia, Sociedade e Meio Ambiente (Gráfico 4.2), o que

reafirma o instrumentalismo voltado para o vestibular (NOVIKOFF et al., 2009).

Os resultados referentes à avaliação dos livros didáticos, elencados no Apêndice C

encontram-se disponíveis para consulta no Apêndice D: Matriz com os resultados da

avaliação do capítulo Tabela Periódica dos seis livros didáticos.

4.2 A avaliação dos sites

Basicamente as tabelas On line (sites) seguem a mesma linha de raciocínio, e se

resumem em uma base de dados desenvolvida em uma linguagem de programação que

permite o acesso dinâmico às informações relativas a um elemento químico específico ao se

clicar sobre seu símbolo. As principais informações veiculadas referem-se aquelas de cunho

descritivo e classificatório, tal como número atômico dos elementos, configurações

eletrônicas, propriedades periódicas, tais como eletronegatividade, raio atômico, ponto de

fusão, ponto de ebulição e as propriedades aperiódicas como, por exemplo, o calor específico

e a massa atômica (Gráfico 4.3 – Informações Descritivas e Classificatórias).

Não serão discutidos os conteúdos de cada um dos sites avaliados; apenas

mencionados aqueles de maior relevância e que chamaram mais atenção nessa fase da

pesquisa, como por exemplo, o site do NIST Elemental Data Index (NIST, 2005) que possui

informações mais aprofundadas, conteúdos que extrapolam aos propósitos da educação

básica, como por exemplo, espectros de absorção ou de emissão dos elementos.

44

Exercícios Contextualizadores e Interdisciplinares

85

A maior parte dos sites estudados encontra-se em inglês, o que pode ser considerado

uma barreira técnica para muitos professores e alunos. Alguns deles podem ser encontrados

em espanhol (MERCK, [200?]) e também em português, Tabela Periódica Wikipedia

(WIKIPEDIA, 2008) ou pelo menos parte dele em português como o Webelements

(WINTER, 2009) facilitando a utilização do seu conteúdo, mesmo considerando-se alguns

erros de tradução.

O WebElements (WINTER, 2009) é um portal em inglês com uma vasta quantidade

de informações sobre os elementos químicos e pode ser considerado o mais completo dos

trinta sites avaliados. Tanto que outros sites direcionam links para essa página ou a

referenciam ou simplesmente fazem um “corte colagem” de suas informações O site The

Chemogenesis Web Book (2009), também em inglês, é o portal que detém o mais abrangente

acervo de proposições de tabelas periódicas, desde épocas remotas até 2010, podendo ser

considerado uma exceção nessa questão e uma referência no assunto.

Cabe ressaltar que algumas páginas analisadas possuíam excesso de informações,

como também um leiaute pobre e pouco didático, o que certamente não estimula ou favorece

sua a utilização, além de links inválidos. Situações que dificultaram o processo de análise.

Gráfico 4.3: Resultado da avaliação dos trinta sites por categoria


Semelhante aos livros, a maioria dos sites não apresenta o desenvolvimento histórico

da Tabela Periódica (Gráfico 4.3 – Histórico e Desenvolvimento) e tampouco uma clara

92%

78%

63%

39%

8%

22%

37%

61%

Eixo Contextualizador e Interdisciplinar

Linguagem Científica Atualizada

Historico e Desenvolvimento

Informações Descritivas e Classificatórias

Avaliação dos Sites por Categoria

n = 30 sites

Não

Sim

86

referência a IUPAC como entidade normalizadora. Observa-se que as tabelas veiculadas por

tais meios não correspondem exatamente a tabela constante no site da IUPAC (FLUKE, 1988;

IUPAC, 2007) no que se refere a estruturação dos grupos, ou seja, não se adota uma

linguagem científica padronizada (Gráfico 4.3 – Linguagem Científica Atualizada). A

abordagem dos grupos também é feita pela antiga recomendação da IUPAC, e não há menção

que a divisão em bloco A e B encontram-se em desuso, desde 1985 (FLUKE, 1988). Alguns

sites ainda mantêm a classificação da Sociedade Americana de Química (ACS) para as

famílias IA até VIIIA e para famílias IB até VIIIB, sem qualquer menção a essa classificação

(SCERRI, 2007), quanto a sua obsolescência.

Gráfico 4.4: Resultado da avaliação eixo contextualizador e interdisciplinar dos trinta sites


7%

37%

3%

7%

3%

7%

7%

20%

7%

3%

13%

93%

63%

97%

93%

100%

100%

100%

97%

93%

93%

80%

93%

97%

87%



Elementos na Agricultura





Elementos na Saúde


Elementos no Corpo humano

Perigos e Risco dos Elementos


Exercícios C&I


Eixo Contextualizador e Interdisciplinar dos Trinta Sites

Selecionados

Sim

Não

87

Não obstante, observa-se uma peculiaridade nos sites avaliados, tanto em português

como em inglês, que é a ausência de discussão acerca dos elementos químicos e as suas

relações com a sociedade (CHAGAS, 1992; CHASSOT, 2001; 1990; CHRISPINO, 1994), na

categoria eixo contextualizador e interdisciplinar (Gráfico 4.3 – Eixo Contextulaizado r e

Interdisciplinar e Gráfico 4.4). Em várias situações apresenta-se o elemento e a sua imagem

associada a um objeto, como por exemplo, o elemento tungstênio associado a uma lâmpada

incandescente, mas não há a conexão entre tais representações, ou seja, por que o tungstênio

está associado a uma lâmpada de tal natureza? Nesse ponto, falta a conexão entre a

propriedade descritiva, ponto de fusão, e as condições de operação de uma lâmpada

incandescente (alta temperatura), e a conseqüente necessidade de utilização de um material de

elevado ponto de fusão (KOTZ et al., 1998).

Situações como as apontadas acima fazem, com que as imagens e as informações

acerca dos elementos assumam um caráter descritivo e classificatório (Gráfico 4.3 –

Informações Descritivas e Classificatórias) em detrimentos a temas de fundamental

importância para a formação do cidadão (Gráfico 4.4), se encerrando na racionalidade

instrumental (NOVIKOFF et al., 2009). Fato também observado durante a análise dos livros

didáticos. No que concerne aos exercícios, percebe-se a ausência de questões relacionadas a

áreas afins a química (Gráfico 4.4 - Exercícios C&I). Uma condição esperada, visto que pela

própria natureza dos sites eles possuem apenas caráter informativo e não se atem as atividades

de fixação (Gráfico 4.4).

Em síntese pode-se afirmar que os sites (Gráfico 4.4) apresentam um comportamento

semelhante aos livros didáticos (Gráfico 4.2) e, principalmente se for considerado que as

páginas da internet normalmente são desenvolvidas com base na literatura disponível. Os

resultados da avaliação dos sites, bem como a tela de abertura de cada um deles, encontram-se

respectivamente disponíveis para consulta no Apêndice F e no Apêndice G.

4.3 Experimentação Laboratorial da Versão Beta da T Wanc®©

4.3.1 Análise do discurso docente: Perfil do Professor e Aulas sobre Tabela

Periódica

Quanto aos seis professores envolvidos na pesquisa (Gráfico 4.5), independente da

formação acadêmica, (83 %) em Química ou (17%) Biologia, ou se ministra aulas na rede de

88

ensino pública (83%) ou particular (17%), todos apontam para dificuldades em se ministrar o

conteúdo “Tabela Periódica”, ao longo de suas trajetórias profissionais (Gráfico 4.6) em

maior ou menor extensão (P 5). A “causa” da dificuldade indicada pelos professores é a falta

de interesse pelo tema em questão por parte dos alunos (P 4).

Observa-se no Gráfico 4.5 que os seis professores acreditam que a adoção de um

aplicativo específico (P 9), facilitaria o processo de ensino-aprendizagem de conteúdo

“Tabela Periódica”. Todavia, até então esses professores ainda não haviam despertado o

interesse em desenvolver alguma aplicação no Microsoft Excel voltada para ensino-

aprendizagem de Química (P 12), apesar de todos eles possuírem o programa Microsoft Excel

instalado em seus respectivos computadores (P 10), porém a grande maioria não sabe utilizá-

lo (P 11).

Gráfico 4.5: Análise do Discurso Docente: Perfil do professor


A partir do Gráfico 4.6 constata-se a maioria dos professores não relaciona a Tabela

Periódica com o cotidiano dos alunos (P 7) e não fazem a sua relação com outras disciplinas

83%

83%

100%

100%

100%

17%

17%

17%

83%

100%

(P 1) Possui formação em Química?

(P 2) É professor da rede pública?

(P 3) Ministra(ou) o conteúdo tabela

periódica?

(P 9) Um software dedicado ao tema facilitaria

o ensino-aprendizagem?

(P 10) Possui o Microsoft Excel instalado no

seu computador?

(P 11) Sabe usar o Microsoft Excel?

(P 12) Já desenvolveu alguma aplicação no

Excel voltada para ensino?

Análise do Discurso Docente: Perfil do Professor

n = 6 professores

Sim

Não

89

(P 8), como também não resgatam a evolução da Tabela Periódica ao longo da história da

Química (P 6). Três professores declararam informalmente, que um dos motivos para não se

abordar a evolução da Tabela Periódica ao longo da história da química é a falta de tempo e

conseqüente dificuldade em se cumprir os programas estabelecidos.

Segundo Dallacosta e colaboradores (1998), a raiz da questão relativa ao aprendizado

da Tabela Periódica está associada: i) ao modo como o processo de ensino aprendizagem é

desenvolvido; ii) à preocupação excessiva de se cumprir extensos programas, distantes da

realidade do aluno e iii) ao enfoque excessivo no campo submicroscópico e por aulas

predominantemente expositivas, nas quais, comumente a Tabela Periódica é tratada fora da

realidade do aluno, de forma absoluta e atemporal como se fosse uma simples base de dados

de onde se extraem apenas massas atômicas, números atômicos e eletronegatividades

(EICHLER et al., 2000).

Gráfico 4.6: Análise do Discurso Docente: Aulas sobre Tabela Periódica


O Excel propicia diferentes aplicações envolvendo o ensino da química, que embora

possam contribuir para o processo de ensino-aprendizagem, ainda permanecem praticamente

inexploradas (HARRIS, 2008). Fruto da falta de conhecimento dos professores na utilização

desse software (P 11), o que pode ser explicado pela falta de capacitação dos professores

83% 17%

17%

17%

33%

33%

83%

83%

67%

67%

(P 5) Tem (Teve) dificuldades em abordar o

conteúdo Tabela Periódica?

(P 6) Aborda (ou) a evolução da Tabela Periódica

nas aulas?

(P 7) Correlaciona a Tabela Periódica com o

cotidiano do alunos?

(P 8) Relaciona a Tabela Periódica com outras

disciplinas?

(P 4) Os alunos mostram-se motivados pelo

conteúdo?

Análise do Discurso Docente - Aulas sobre Tabela Periódica

n = 6 professores

Sempre Frequentemente As vezes Raramente Nunca

90

nessa ferramenta em potencial, uma vez que nos cursos de licenciatura, a prática da

informática, no caso do Microsoft Excel voltado para o ensino, ainda permanece relegada ao

segundo plano (GABINIL et al., 2007).

Não se trata de inundar as escolas [...] de computadores, como que caídos de pára-

quedas. Numerosos estudos [....] mostram como a simples informatização leva

apenas a que as mesmas bobagens sejam feitas com maior rapidez, além do acúmulo

de equipamento sofisticado utilizado como máquinas de escrever. Trata-se de

organizar a assimilação produtiva de um conjunto de instrumentos poderosos que só

poderão funcionar efetivamente ao promovermos a mudança, no sentido mais amplo

[...]. (DOWBOR, 2001, p. 15).

Distribuir computadores para os professores pode representar um importante passo

para melhoria do ensino; desde que a capacitação desses profissionais seja também

considerada, situação essa, muito bem retratada na citação acima, pois a incorporação de

novas tecnologias de informação nos diferentes níveis e modalidades de ensino evidencia

cada vez mais a necessidade e a oportunidade de capacitação docente.

A análise das respostas desses profissionais (Gráfico 4.6) evidencia a necessidade de

dotá-los com recursos que facilitem a articulação dos conteúdos com o cotidiano dos alunos

(P 7) e favoreçam a interdisciplinaridade (P 8), de modo que os conteúdos relacionados à

química não sejam esgotados em si mesmos, mas sim tratados como fontes desencadeadoras

de conhecimentos específicos e discutidos como instrumentos para uma leitura integrada da

sociedade moderna (BRASIL, 2006), superando assim a racionalidade instrumental

(NOVIKOFF et al., 2009).

4.3.2 Análise do discurso docente: Avaliação da T Wanc®©

pelos

professores

Conforme mencionado no Capítulo Metodologia os professores, após assistirem a

uma apresentação da versão beta da T Wanc®©

, tiveram a oportunidade de testá-la durante

sete dias. Posteriormente, esses profissionais foram convidados a responder a uma nova série

de questões, que tinha por objetivo captar o sentimento desses profissionais quanto às

possibilidades da T Wanc®©

como recurso de ensino-aprendizagem, bem como levantar

algumas oportunidades de melhoria.

Nessa avaliação, partiu-se do pressuposto que os professores participantes da

pesquisa já possuíam entendimento dos conceitos de contextualização e interdisciplinaridade,

uma vez que a atividade fim dessa pesquisa era propor uma Tabela Periódica alicerçada

91

nesses promotores de ensino-aprendizagem e não avaliar o grau de entendimento dessa

questão junto aos professores (BRASIL, 2006; 1999; CARLOS, 2007).

Segundo as respostas dos seis professores (Gráfico 4.7), a T Wanc®©

apresenta

informações fidedignas (P 13) e não induz à aprendizagens equivocadas (P 14), relaciona o

conhecimento popular com o conhecimento científico (P 15), além de possibilitar o

tratamento de questões ambientais (P 16), a articulação dos conteúdos com cotidiano dos

alunos (P 17), bem como possibilita o tratamento de outras disciplinas em consonância com a

Química (P 18) por se apropriar dos conhecimentos de várias áreas do saber na compreensão

de um problema (MENEZES et al., 2002).

Gráfico 4.7: Análise do Discurso Docente: Avaliação da versão beta da T Wanc®©

16,7%

16,7%

16,7%

33,3%

83,3%

83,3%

83,3%

33,3%

83,3%

83,3%

66,7%

16,7%

16,7%

16,7%

50,0%

100,0%

(P 13) Percebo que a T Wanc está em consonância

com conhecimentos científicos atuais, veiculando

informações corretas e atualizadas.

(P 14) Percebo que as informações da T Wanc são

adequadas e não induzem a aprendizagens

equivocadas.

(P 15) Percebo que a T Wanc incentiva o debate

sobre as relações entre o conhecimento popular e o

conhecimento científico.

(P 16) Percebo que a T Wanc incentiva a postura de

conservação da saúde e preservação dos recursos

naturais.

(P 17) Percebo que os conteúdos são propostos de

modo contextualizado e são relevantes para os

alunos.

(P 18) Percebo que os conteúdos são propostos de

modo interdisciplinar e tem conexão com o

cotidiano dos alunos.

(P 19) Percebo que o leiaute da T Wanc encoraja e

desperta o interesse de sua utilização.

(P 20) Estou disposto a testar a T Wanc em minhas

aulas de química

Análise do Discurso Docente - Avaliação da versão beta da T Wanc®©

n= 6 professores

Discordo Totalmente Discordo Não Sei Concordo Concordo Plenamente

92

Além disso, face ao entusiasmo e interesse demonstrado pelos docentes em utilizar a

T Wanc®©

(P 20) surgiram sugestões para criação de novas telas e módulos específicos para

tratamento de exercícios contextualizados e interdisciplinares. Tais sugestões foram muito

bem acolhidas, mas face ao tempo reduzido para conclusão do material e a dimensão da

pesquisa, essas propostas não foram implementadas, mas serão incorporadas em uma futura

revisão da T Wanc®

. Com relação à pergunta: P 19 (Gráfico 4.7), vale ressaltar que um dos

professores respondeu que não sabia se o leiaute da T Wanc®©

encorajaria e despertaria o

interesse em sua utilização, sem justificar o porquê da sua resposta. Dessa forma, decidiu-se

questioná-lo acerca dessa questão, na qual foi afirmado que ele havia entendido como “...o

interesse do aluno em usar a tabela e não do professor. Logo, no meu entendimento eu não

poderia afirmar sobre o interesse ou não dos alunos, daí a minha dúvida. Quanto a mim,

tenho pleno interesse em testar a tabela em algumas aulas.” Foi explicado, novamente, que a

T Wanc®©

não é, primariamente, destinada aos alunos, mas sim aos professores na mediação

do processo de ensino-aprendizagem. Contudo, a resposta inicial do professor foi mantida.

Nessa fase, também foram levantadas algumas oportunidades de melhoria do

aplicativo orientadas pelos professores que testaram a tabela, dentre as quais se podem citar: i)

Ajuste no leiaute de duas telas aplicativo; ii) Correção de erros de digitação, iii) Correção de

um link corrompido; iv) Correção de dois gráficos, e v) Redução do tamanho do arquivo, por

meio de um melhor tratamento gráfico das figuras utilizadas, que estava com doze megabytes

e que conseqüentemente dificultava a abertura do aplicativo em computadores de baixa

capacidade e migração da planilha para versão Microsoft 2007 (AQUINO, 2007;

MICROSOFT, 2009)

4.4 Apresentação da T Wanc®©

Não há duvidas que a experiência didática do professor e sua criatividade podem

tornar o ensino da Química mais agradável e com bons resultados no aprendizado dos alunos

(MAGALHÃES, 2002). A dificuldade dos estudantes em formar modelos mentais para

entender conceitos e fenômenos químicos pode ser superada através de jogos, ilustrações e

gravuras e, certamente, a utilização do computador na sala de aula facilita a compreensão dos

conceitos químicos (FERNANDES, 2007).

93

Figura 4.1: Tela de abertura contendo o detalhamento dos temas que são tratados na T Wanc®©

.


Nessa perspectiva, a T Wanc®©

propicia a construção e a correlação das diferentes

propriedades dos elementos químicos com a Ciência, Tecnologia, Sociedade e Meio

Ambiente. Esses temas relacionados à química não são esgotados em si mesmos, pois, são

tratados como fontes desencadeadoras de conhecimentos específicos e discutidos como

instrumentos para uma leitura integrada da sociedade moderna (BRASIL, 2006; CHASSOT,

2001). A partir da tela de abertura, ilustrada na Figura 4.1 é possível acessar as demais áreas

do aplicativo, que permitem o tratamento dos seguintes temas:

a) Elementos e Agricultura;

b) Elementos e Terra

c) Elementos e Medicamentos;

d) Elementos e Nutrição;

e) Elementos e Corpo Humano;

f) Elementos e Toxicologia;

g) Elementos e Tabela Periódica;

h) Elementos e Minerais;

i) Elementos e Ciclos Biogeoquímicos;

j) Elementos e Poluição;

k) Elementos e Informática;

l) Elementos e Linha do Tempo

94

A forma de utilização da T Wanc®©

é determinada pelo professor, que pode optar por

utilizá-la como um todo ou apenas partes dela, de acordo com as suas necessidades, tempo

disponível e principalmente em função dos objetivos de ensino-aprendizagem almejados. A

Figura 4.2 ilustra genericamente, algumas das possibilidades de temas que podem ser tratados

a partir da T Wanc®©

, iniciando-se a partir de axiomas, que podem ser traduzidos pela

presença de um determinado elemento na natureza e as suas possibilidades de inter-relações

com os eixos Ciência, Tecnologia, Sociedade e Meio Ambiente.

Figura 4.2: Axioma genérico considerando a interação de um átomo genérico e as suas inter-relações

Fonte: Baseado em Silverthorn (2010)

Assumindo-se como axioma (CARLOS, 2007; FRANSCISCHETT, 2005) o

elemento cálcio na natureza torna-se possível discutir a partir da classificação geral dos

elementos químicos (Figura 4.3) desde a sua abundância na crosta terrestre até a sua

importância para o corpo humano e para os vegetais, bem como o seu e outros ciclos

biogeoquímicos na natureza, numa perspectiva crítica (progressista).

95


Classificação geral dos elementos químicos


Na tela representada pela Figura 4.3 é possível estratificar os ametais, gases nobres,

hidrogênio, actinídeos, lantanídeos, metais alcalinos, alcalinos terrosos e metalóides. Ao se

clicar sobre cada elemento químico é apresentado o seu nome, como também é possível

consultar a tabela no formato alongado, ao se clicar no botão “Tabela Expandida” (Figura

4.4).


Classificação geral dos elementos químicos – Expansão dos lantanídeos e actinídeos

A T Wanc®©

também disponibiliza uma tela específica, na qual é dispensado um

tratamento pormenorizado dos elementos químicos, considerando a origem do nome, ano da

descoberta e descobridor do elemento em questão, assim como são apresentados todos os

isótopos do elemento que são encontrados na natureza.

Cada elemento químico pode ser consultado a partir do seu número atômico e as

demais informações como, por exemplo, tipo do elemento (representativo, transição ou

transição interna) e a classe dos elementos (metal, ametal, semi-metal e gás nobre) são

96

automaticamente atualizadas. O arranjo proporcionado pela tela em questão (Figura 4.5) é

análogo a uma carteira de identidade, na qual o símbolo do elemento equivalente a fotografia

e o número atômico como identificador (“digital”) do elemento químico. Além disso, para

cada elemento são apresentadas a localização nos períodos e grupos da tabela.


Tabela e a linguagem padronizada da química – Número Atômico


Ao selecionar determinadas áreas da tela são apresentadas as definições para os

conceitos relacionados, em uma Figura flutuante, tal como o número atômico (Figura 4.5),

como também se discute a simbologia proposta por Berzelius em 1818 (Figura 4.6) que hoje é

a base da simbologia empregada pela IUPAC.

Também é possível consultar o número CAS de cada elemento químico. O CAS

Trata-se de um registro único no banco de dados internacional do Chemical Abstracts Service

(CAS), uma divisão da American Chemical Society (ACS) que atribui esses números a cada

produto químico ou elemento químico descritos na literatura, visto que muitos deles podem

assumir diferentes nomenclaturas, principalmente sob o ponto de vista comercial (NIST

Webook, 2008). Com esse número é possível acessar informações acerca dessas substâncias.

Dessa forma, a tabela disponibiliza um link que permite o acesso dessas informações por meio

NIST Webook (2008):

97

Figura 4.6 T Wanc®©

Tabela e a linguagem padronizada da química – Símbolo


Figura 4.7: Informações obtidas para o elemento cálcio (Ca) a partir do site NIST Webbok.

Fonte: NIST WEBBOK (2008).

Nesse caso, percebe-se que o número atômico não foi tratado pura e simplesmente

com um número, mas sim com a sua devida importância e inter-relação com os demais

assuntos que envolvem a questão, da identificação do elemento, inclusive aquela, atualmente

98

empregada, sob o ponto de vista global, que é a utilização do número CAS (NIST

WEBBOOK 2008).


Elementos Químicos e Nutrição


Na tela Elementos Químicos e Nutrição (Figura 4.8) em função do tipo de elemento,

é possível discutir de modo pormenorizado a função de cada um deles e as conseqüências da

carência e do excesso desses elementos no organismo humano (MORAN et al., 2007). A

Figura 4.9 é uma excelente demonstração de como os recursos do Microsoft Excel podem ser

empregados na elaboração de gráficos que permitem a avaliação da participação dos

elementos-base no corpo humano (hidrogênio, oxigênio, carbono e nitrogênio) e tratamento

dos macronutrientes e micronutrientes no organismo humano, permitindo assim a consonância

dos citados elementos, primariamente pertencentes a Química, com a disciplina de Biologia e

posterior conexão com a Nutrição, por meio de outras telas destinada a tal propósito.

Ao se clicar, na barra de rolagem situada abaixo do símbolo, as informações relativas

aos limites de ingestão tolerável e a ingestão adequada para homens e mulheres, em função da

faixa etária, são exibidas automaticamente para cada elemento sob investigação. Além disso,

os elementos químicos são visualizados simultaneamente nos seus respectivos grupos e

períodos da tabela periódica, considerando-se um código de cor específico (azul, laranja e

99

verde) para cada tipo de elemento: a) Macromineral; b) Micromineral e; c) Elementos

estruturais (elementos-base do corpo humano).

Figura 4.9: Ampliação de parte da tela Elementos Químicos e Nutrição.


Partindo-se do gráfico de barras: Macrominerais e Microminerais Presentes no Corpo

Humano, representado na Figura 4.9, é possível acessar por meio do hyperlink45

: “Consultar

fontes desses elementos?”, as principais fontes naturais para os microminerais e

45

O hyperlink é uma palavra ou Figura que permite o acesso direto a uma parte específica de um documento ou arquivo.

%

100

macrominerais necessárias ao corpo humano (WHITNEY et al., 2008) em uma tela específica

a esse propósito (Figura 4.10).

Na tela Elementos Químicos e Nutrição – Fontes naturais (Figura 4.10), são

discutidas as melhores e piores fontes dos elementos químicos por quilocalorias, por meio do

uso de ferramentas gráficas: gráficos de barras, colunas e setores. As informações relativas a

cada elemento é acessada a partir do nome do elemento.


Elementos Químicos e Nutrição – Fontes naturais


Partindo-se da tela exibida na Figura 4.10 é possível simular diferentes dietas

equilibradas com o número de calorias envolvidos, considerando-se as fontes naturais de cada

elemento em questão. O professor, ao clicar sobre o símbolo do elemento é conduzido à tela:

Elementos Químicos e Nutrição – Simulação de dieta (Figura 4.11), a partir da qual é possível

criar diferentes dietas, sempre considerando os limites de ingestão dietética (homens e

mulheres) em função da idade.

Nessa tela, encontram-se disponibilizados cada tipo de alimento com suas respectivas

informações nutricionais. Por meio de botões de ação, é possível selecionar o alimento

desejado, como também alterar a quantidade de cada componente da dieta. À medida que é

feita essa escolha, a quantidade do elemento químico presente na dieta é exibida em

miligramas, em uma balança, e o número de calorias envolvido e são automaticamente

101

exibido, por meio de um gráfico denominado por “dietômetro”, permitindo mais uma vez o

emprego das ferramentas gráficas e funções de cálculo do Microsoft Excel no

desenvolvimento de recursos gráficos voltados para o ensino da Química, nesse caso com

interface com as questões nutricionais relacionadas aos elementos químicos.

Entende-se por dieta equilibrada aquela que oferece a quantidade certa de nutrientes,

garantindo a nutrição adequada ao organismo (WHITNEY, et al., 2008). Uma dieta saudável

pode reduzir o risco do surgimento de doenças crônicas como a constipação, diabetes,

doenças cardiovasculares, entre outras favorecendo a qualidade de vida (HERLIHY et al.,

2002; SACKHEIM et al., 2001). Indubitavelmente, a qualidade dos alimentos ingeridos deve

ser observada, pois uma dieta equilibrada em gorduras é fundamental para o bem estar do ser

humano (WHITNEY, et al., 2008).


Elementos Químicos e Nutrição – Simulação de dietas


A partir da seleção dos alimentos e suas respectivas quantidades é possível gerar e

até mesmo imprimir um relatório ilustrado que apresenta os valores referentes ao total de

miligramas obtidos na dieta, e o total de quilocalorias envolvido, sempre em comparação com

as necessidade diárias recomendadas para homens e mulheres em função da idade.

Para acessar a dieta criada basta o professor clicar no botão “Ver Dieta”, que o

hyperlink irá direcioná-lo ao relatório referente ao elemento em questão (Figura 4.12).

102


Elementos Químicos e Nutrição – Resultado da simulação de uma dieta


O relatório estratifica cada fonte do elemento, por meio de uma legenda colorida, na

qual se encontram identificados por um código de cor as fontes dos alimentos empregados na

dieta: pães e cereais, hortaliças, frutas, leite e seus derivados, leguminosas, nozes e sementes,

carnes brancas, vermelhas, ovos e outros, como também aquelas que são consideradas como

fontes excelentes para o elemento cálcio, como a amêndoa, a couve chinesa e a sardinha com

espinhas (WHITNEY et al., 2008).

No desenvolvimento dessa tela tomou-se extremo cuidado em sinalizar para o

usuário que essas informações possuem apenas objetivos didáticos. Dessa forma, existe uma

mensagem de alerta que informa sobre a finalidade didática do relatório e não terapêutica.

Figura 4.13: Detalhe da legenda usada identificação dos tipos de alimentos usados na dieta


103

Dessa forma, acredita-se que situações como as apresentadas na Figura 4.14, as quais

induzem a automedicação promovida pela mídia, podem ser melhor discutidas, assumindo-se

um enfoque preventivo aos invés do remediativo, que geralmente é mais custoso e arriscado,

pois não se mede as conseqüências do uso abusivo de medicamentos em detrimento a uma

alimentação saudável.

Figura 4.14: Propaganda em favor do uso de medicamentos à base de cálcio para tratamento sintomático contra a

osteoporose, uma doença que atinge mais de vinte e cinco milhões de pessoas no mundo.

Fonte: Folha Universal (2010, p. 13)

A baixa ingestão de cálcio durante a fase de crescimento limita a capacidade dos

ossos alcançarem sua massa e densidade ideais. A maioria das pessoas atinge um pico de

massa óssea por volta dos vinte anos; e ossos densos protegem melhor contra a perda óssea e

fraturas relacionadas à idade. Todos os adultos naturalmente perdem massa óssea conforme

envelhecem, começando entre os trinta e quarenta anos. Essa perda ocorre por meio da urina,

fezes e suor, pois o cálcio que é absorvido pela dieta alimentar não é absorvido

adequadamente.

A osteoporose é uma doença que atinge os ossos e caracteriza-se quando a

quantidade de massa óssea diminui substancialmente e desenvolve ossos ocos, finos e de

extrema sensibilidade, mais suscetíveis a fraturas (TORTORA et al., 2006). Tal condição faz

parte do processo normal de envelhecimento e é mais comum em mulheres do que em

104

homens. A doença progride lentamente e raramente apresenta sintomas antes que aconteça

algo de maior gravidade, como uma fratura espontânea, isto é, não relacionada a traumas ou

quedas (TORTORA et al., 2006; WHITNEY et al., 2008).

Contudo, a osteoporose pode ter sua evolução retardada por medidas preventivas,

principalmente no que se refere a alimentação (WHITNEY et al., 2008). Porém, o uso

abusivo de cálcio pode acarretar sérios danos ao organismo que vão desde constipação, risco

aumentado de formação de cálculos nos rins, disfunção renal até as interferências de outros

macrominerais e microminerais no corpo humano (FRANCO, 2008; SANTOS, 2008;

WHITNEY et al., 2008).

Toda essa discussão em torno do elemento cálcio, partindo-se da Tabela Periódica

convencional é aplicável aos demais elementos que apresentam funções específicas no corpo

humano, tal como o sódio, potássio, zinco, fósforo, magnésio, enxofre, dentre outros. Da

mesma forma que uma dieta balanceada em cálcio é necessária para mantenabilidade da saúde

humana, o mesmo conceito é aplicável a nutrição vegetal, que envolvem macronutrientes e

micronutrientes, conforme ilustrado na Figura 4.15, a seguir.

Figura 4.15: T Wanc

®© Elementos e Agricultura


Por meio da tela: Elementos e Agricultura é possível discutir também a função dos

macronutrientes e micronutrientes na nutrição vegetal, bem como as conseqüências da

105

carência desses elementos para o desenvolvimento dessas espécies. Nesse caso, seguindo a

base axiomática (CARLOS, 2007; FRANSCISCHETT, 2005) definida inicialmente, também

foi considerado o elemento cálcio e o carbono, de maneira a correlacioná-los com a nutrição

humana a partir do consumo de vegetais, que são ricos em cálcio, tal como a couve chinesa

(WHITNEY et al., 2008), mas que possuem dependência ao ciclo biogeoquímico tanto do

cálcio como do carbono que estão intimamente relacionados (Figura 4.16).


Tabela periódica e os ciclos biogeoquímicos


A partir de cada elemento químico em questão é possível estudar o seu ciclo

biogeoquímicos (BRAGA et al., 2005; BRANCO, 2004; ODUM, 1988; LENZI et al., 2009;

SARIEGO, 1994; SCARLATO et al., 1992; UZINIAN et al., 2008), por meio de um

hyperlink que direciona a uma tela especifica, que permite a discussão do assunto. No caso do

cálcio, trata-se de um elemento extremamente importante para os seres humanos, pois

participa da composição das estruturas dos seres vivos: ossos, carapaças, paredes celulares,

além de atuar na transmissão de impulsos nervosos, nos processos de contração muscular e a

coagulação sanguínea (HERLIHY et al., 2002; SACKHEIM et al., 2001). Nos vegetais ele

atua como ativador de enzimas e regulador do pH do solo (TOMA, 1984). As principais

fontes do elemento são as rochas calcáreas que, ao sofrerem erosão e lixiviação o liberam para

o meio (TEIXEIRA et al., 2009; UZINIAN et al., 2008).

106

No solo, sob a forma iônica (Ca²⁺), é absorvido pelos vegetais e, por meio das

cadeias alimentares, passa para os animais. Dessa forma, a principal fonte de cálcio para aos

vegetais é o solo e, esse pode perdê-lo para atmosfera, pelos ventos que carregam minúsculas

partículas de solo e pela ação lixiviadora das chuvas, que o arrastam para os cursos d’água

(TEIXEIRA et al., 2009; UZINIAN et al., 2008). No oceano, o cálcio que é absorvido pelos

seres marinhos serve para construção de suas estruturas protetoras, tais como: conchas,

carapaças, escamas, espinhas (UZINIAN et al., 2008). Com a morte desses seres vivos, ocorre

a deposição desse material calcáreo, rico em cálcio, no fundo dos oceanos, o que propicia a

formação de novas rochas. Os movimentos da crosta terrestre favorecem o afloramento desse

material, tornado o elemento cálcio novamente disponível para os seres vivos (ODUM, 1988;

LENZI et al., 2009; SARIEGO, 1994; SCARLATO et al., 1992; UZINIAN et al., 2008).


Tabela Periódica e ciclo biogeoquímico do cálcio

Fonte: Tela desenvolvida pelo autor baseado em Uzunian e Birner (2008)

Enfim, para se ter boa saúde, os seres vivos dependem da assimilação de vários

elementos químicos em diferentes proporções e todos esses elementos encontram-se nas

rochas, nas águas e no ar, servindo como nutrientes tanto para vegetais como para os animais

(TEIXEIRA et al., 2009). Com base no exposto, acredita-se que a T Wanc®©

possui uma

107

abordagem diferenciada daquela tradicionalmente utilizada no processo de ensino

aprendizagem da Tabela Periódica, que permitem a articulação de diferentes conteúdos com o

cotidiano, utilizando temas sociais e o envolvimento de várias disciplinas.

Considerando-se os 112 elementos químicos constantes em suas bases de dados

(BDP e BDS), trabalham-se temas interdisciplinares como metalurgia (LEPREVOST, 1978),

geologia (TEIXEIRA et al., 2009), geografia, e temas voltados para saúde (TORTORA et al.,

2006), corpo humano (HERLIHY et al., 2002; SACKHEIM et al., 2001) meio ambiente

(BAIRD, 2002; BRAGA et al., 2005; BRANCO, 2004; ODUM, 1988; LENZI et al., 2009;

SARIEGO, 1994; SCARLATO et al., 1992), toxicidade (OIT, 200X) e alimentação

(FRANCO, 2008; SANTOS, 2008; WHITNEY et al., 2008).

Sendo assim, no próximo capítulo com base na avaliação dos livros didáticos, sites e

na avaliação da T Wanc®©

pelos professores são apresentas as conclusões e propostas para

continuidade desse estudo.

108

5 CONCLUSÕES

A etapa mais importante da pesquisa foi a utilização do Microsoft Excel para o

desenvolvimento da Tabela Periódica e a revisão da literatura sob o ponto de vista da

legislação vigente (LDBEN, PCNEM e PCN+), o que possibilitou a fundamentação legal para

tratamento do tema, levantamento das questões da pesquisa, bem como a avaliação do

conteúdo Tabela Periódica nos livros didáticos e sites.

Os livros de química pesquisados são excelentes instrumentos na organização e

orientação de conteúdos didáticos, assim como alguns sites dedicados ao tema podem ser

utilizados como apoio na mediação do assunto em questão. Porém, a análise interpretativa

desses instrumentos (livros e sites), apontou para uma abordagem ainda limitada a

memorização e no acúmulo de informações de caráter descritivo e classificatório,

contrapondo as orientações contidas nos PCNEM e as Orientações Curriculares do ensino

Médio.

Destarte, as limitações teórico-práticas observadas nesses instrumentos frente ao

ensino da química, se encerram na racionalidade instrumental (NOVIKOFF et al., 2009)

esvaziando o potencial reflexivo e conceitual que a Tabela Periódica poderia nos oferecer.

Essa deficiência temática e entorvos metodológicos observados em parte dos livros e sites

analisados sinalizam para a necessidade do desenvolvimento de materiais didático de apoio ao

ensino da Tabela Periódica, tal como a T Wanc®©

.

Segundo a avaliação dos seis professores participantes da pesquisa, a T Wanc®©

permite a discussão de temas, tais como saúde, meio ambiente e alimentação, de maneira

simples, além de relacionar a Química com outras ciências, como por exemplo, a Biologia,

Geografia, Geologia e Ecologia, ainda podendo servir como material de apoio às aulas de

química, em especial quando do tratamento do conteúdo Tabela Periódica.

Os ajustes e sugestões apontados pela equipe de avaliação, não invalidaram o

potencial da T Wanc®©

como recurso de ensino, pelo contrário possibilitou a introdução de

melhorias significativas ao aplicativo.

109

Acredita-se que os recursos utilizados na construção da T Wanc®©

poderão ser

empregados pelos professores na criação de outras aplicações voltadas ao ensino da química e

certamente, nessa linha de raciocínio os recursos de informática hoje disponibilizados a esses

profissionais poderão ser melhor aproveitados em prol do ensino de Química.

Como continuidade desse projeto, sugere-se aplicá-lo em escolas da Rede Pública ou

Particular de Ensino. Para esse momento, propõem-se a realização de dois testes de múltipla

escolha contendo questões nos moldes do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM). A

primeira avaliação teria um caráter diagnóstico, cujo propósito seria aferir o conhecimento

dos alunos e a segunda verificar os avanços conseguidos com a utilização da T Wanc®©

.

Propõe-se também a adaptação da tabela para deficientes visuais, bem como o

desenvolvimento de cursos de capacitação de professores de Ensino Médio no uso do

Microsoft Excel para desenvolvimento de aplicações para o ensino da Química.

Consoante ao exposto acredita-se que todos os objetivos estabelecidos nessa pesquisa

foram atendidos, como também todas as questões levantadas foram respondidas.

110

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122

Apêndice A: Tabela Periódica dos elementos segundo a IUPAC

Fonte: (IUPAC, 2009)

123

Apêndice B: Linha do Tempo - elementos químicos e a Tabela Periódica

Década Elemento Identificado na Década Século Alguns Acontecimentos

Históricos na Década

Algumas Contribuições Científicas

No Periodo

Algumas Infuências Filosóficas ou Científicas

Observadas na Década

3500 a. C

até 476

Au, Ag, Cu, Fe, Sn, Pb, Sb, Hg, S, C --x-- • Tales; • Leucipo; • Demócrito; • Epicuro; • Platão; •

Aristóteles; • Lucrécio

1400

XV

1410

1420 Escola de Sagres A tria prima de Paracelso

1430

1440

1450 Primeriro livro impresso

1453 Queda de Constantinopla

1460

1470

1480

1490 Colombo chega a América

1500

XV

I

Ren

asci

men

to

Cabral chega ao Brasil 1510 Reforma religiosa

1520 Destruição dos Astecas

1530 Capitanias hereditárias 1540 As revoluções das orbitas celestes de Copérnico

1550 Destruição dos Incas

1560 1570

1580

1590 O livro Alchemia de Andreas Libavius

1600

XV

II

Ren

asci

men

to

1610: Galileu descobre as quatro luas de Júptier

1640: Estudos sob pressão atmosférica

1656: Prova da existência do vácuo

Pierre Gassend e a divulgação do epicurismo

1610

1620 O Novum Organum scientarum de Francis Bacon

1630

1640

1650

1660 O Químico Cético de Robert Boyle

1670 As A Terra Pinguis de Johan Becher

1680

1690 P As leis de Newton

1700

XV

III

Ilu

min

ism

o 1735: Classificação da natureza

(Carolus Linnaeus)

1752: Natureza da eletricidade

1785: Lei da força elétrica 1796: Vacina contra varíola

1799: Pilha voltaica

O flogisto de George Stahl 1710

1720

1730 Co, Pt Lançadeira volante 1740

1750 Ni, Mg, Bi, Zn Estudo sobre o gás “fixo” – CO2 (Josepph Black)

124

Década Elemento Identificado na Década Século Alguns Acontecimentos

Históricos na Década

Algumas Contribuições Científicas

No Periodo

Algumas Infuências Filosóficas ou Científicas

Observadas na Década

1760 H 1799: Humpry Davy demonstra as

propriedades do óxido nitroso

Estudo sobre o ar “inflamável” – H2 (Henry Cavendish)

1770 N, O, Cl, Mn, Ba Independência dos EUA O ar deflogisticado (O2) de Joseph Priestley. 1780 Mo, W, Te, Zr, U Primeira ponte de ferro O Tratado Elementar de Química de Antoine Lavoisier

1789 Revolução Francesa

1790 Ti, Y Be

1800 V, Nb, Ta, Rh, Pa, Os, Ir, Ce, K, Na, B, Ca, Sr, Ru, Ba

XIX

Revolução Industrial 1800: Infravermelho 1801: Ultravioleta

1806: Ligações Eletroquímicas

1811: Leid de Avogadro 1825: A lei de Ampère

1833: Leis da Eletrólise ( M. Faraday)

1864: Radiação eletromagnética 1895: Raios-X

1896: Radioatividade

1897: Raios catódicos (elétron)

A retomada do atomismo por John Dalton, Gay-Lussac,

1810 I, Th, Li, Se, Cd Corte portuguesa no Brasil A hipótese de Amedeo Avogadro

1820 Si, Al, Br Independência do Brasill A simbologia proposta por Jacob Berzelius

1830 La Lei das fábricas As Tríades de Döbereiner

1840 Er O sistema de Leopold Gmelin

1850 Máquina de costura

1860 Cs, Rb, Tl, In, He Stanislao Cannizzaro e o congresso de Karlsruhe

1861

1862 O Parafuso Telúrico de Alexandre De Chancourtois

1863

1864 As Oitavas de John Newlands

1865 A tabela de William Odling

1866

1867

1868

1869 Abertura do Canal de Suez As tabelas de Dimitri Mendeleev e Lothar Meyer

1870 Ga, Ho, Yb, Sc, Tm

1871

1876 Primerio telefone

1879 Primeira lâmpada

1880 Gd, Pr, Nd, Ge, F, Dy Primeiro Automóvel

1890 Ar, He, Kr, Ne, Xe, Po, Ra, Ac Os gases nobres de William Ramsay, Lord Rayleigh

1900 Rn, Eu, Lu

XX

1905: A relatividade de Albert Einsten 1907: Datação radioativa

1913: Os isótopos

1919: A criação da IUPAC 1925: O Princípio da Exclusão

1927: O Princípio da Incerteza

1932: O Neutron de James Chadwick 1939: A Fissão nuclear

1942: O primeiro reator nuclear

1962: Os quarks

A teoria quantica de Max Planck

1910 Pa Primeira Guerra Mundial Henri Moseley e a releitura da lei periódica

1920 Hf, Re, Tc A Grande Depressão A mecânica ondulatória de Erwin Schrödinger

1930 Fr Segunda Guerra Mundial

1940 Np, At, Pu, Cm, Am, Pm, Bk Início da Guerra Fria Glen Seaborg e os actnídeos

1950 Cf, Es, Fm, Md, No “Corrida” espacial

1960 Lr, Rf, Db Inicio da Guerra do Vietnã

1970 Sg Fim da Guerra do Vietnã

1980 Bh, Mt, Hs Queda do Muro de Berlim

1990 Ds, Rg, 112 Fim da Guerra Fria

2000

XX

I

Crise econômica

2010

2020

Legenda • Idade antiga: 3500 a. C – 476 •Idade Média: 476 – 1453 • Idade Moderna: 1453 – 1789 • Idade Contemporânea: 1789 – atualidade

Fonte: Elaborado pelo autor, baseado em Babor et al (1974); Scerri (2007), Furtado (2009) e Balchin (2009).

125

Apêndice C: Os seis livros didáticos selecionados para avaliação do conteúdo Tabela Periódica

Autor Título Vol Editora Ano

(Edição) PNLEM

MORTMER, F; MACHADO, A. Química Único Scipione 2005

(1. ed) Sim

NOBREGA, O. et al Química Único Ática 2005

(1. ed) Sim

BIANCHI, J. et al Universo da Química Único FTD 2005

(1. ed) Sim

FELTRE, R. Química Três Moderna 2005

(6. ed) Sim

CANTO, E; PERUZZO, F. Química na Abordagem do Cotidiano Três Moderna 2003

(2. ed) Sim

SANTOS, W. et al Química e Sociedade Único Nova Geração 2005

(1. ed) Sim


126

Apêndice D: Matriz com os resultados da avaliação do capítulo Tabela Periódica dos seis livros didáticos

Sim Não

ECI Elementos e Toxicidade 0% 100%

ECI Uso genérico sem discussão 100% 0%

ECI Elementos na Agricultura 0% 100%

ECI Elementos no Meio Ambiente 0% 100%

ECI Elementos na Informática 0% 100%

ECI Elementos na Alimentação 0% 100%

ECI Elementos na Medicina 0% 100%

ECI Elementos na Saúde 0% 100%

ECI Elementos na Atmosfera 0% 100%

ECI Elementos no Corpo humano 0% 100%

ECI Perigos e Risco dos Elementos 0% 100%

ECI Contraponto nas propriedades 0% 100%

ECI Exercícios C&I 100% 0%

ECI Elementos e Mineralogia 33% 67%

HED Ano descoberta 17% 83%

HED Cronologia da descoberta 0% 100%

HED Descobridor 17% 83%

HED Origem do nome 33% 67%

HED Relação com fatos históricos 0% 100%

HED Tabelas anteriores 0% 100%

IDC Propriedades Periódicas 100% 0%

IDC Propriedades Físicas e Químcas 100% 0%

IDC Configuração eletrônica 100% 0%

LCA Tabela Alinhada com a IUPAC 33% 67%

Tipo Itens AvaliadosPublicações Avaliadas

Livro A Livro B Livro C Livro D Livro E Livro F

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S

N N N S N

N

N

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

Legenda: ECI: Eixo Contextualizado e Interdisciplinar; HED: Histórico e Desenvolvimento; IDC: Informações Descritivas e Classificatórias; LCA: Linguagem Cientifica Atualizada; N: Indica ausência; S: Indica presença

127

Apêndice E: Relação dos trinta sites selecionados para avaliação

Código

do Site Nome do site Avaliado Endereço Eletrônico Idioma

S 1 WebElements Periodic Table (WINTER, 2009) http://www.webelements.com Inglês

S 2 Visual Elements Periodic Table (RSC, [200?]) http://www.chemsoc.org/viselements/pages/pertable_fla.htm Inglês

S 3 Merck Periodic Table of the Elements (MERCK, [200?]) http://pse.merck.de/merck.php Inglês

S 4 Periodic Table Live! (BANKS, et al., 2004) http://genchem.chem.wisc.edu/lab/PTL/PTL.html Inglês

S 5 Environmental Chemistry Periodic Table of Elements (BARBALANCE, 2009) http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/ Inglês

S 6 It’s Elemental – The Periodic Table of Elements. (GAGNON, 200X) http://education.jlab.org/itselemental/index.html Inglês

S 7 Animated Periodic Table (RUSSEL, [200?]) http://www.animatedsoftware.com/elearning/Periodic%20Ta

ble/AnimatedPeriodicTable.swf Inglês

S 8 Interactive Periodic Table (BRIAN D, 2006) http://www.touchspin.com/chem/DisplayTable.html Inglês

S 9 NIST Elemental Data Index (NIST, 2005) http://www.physics.nist.gov/PhysRefData/Elements/cover.ht

ml Inglês

S 10 Elementymology & Elements Multidict (KROGT, 2009) http://www.vanderkrogt.net/elements/ Inglês

S 11 Radiochemistry Society Periodic Table of the Elements (RADIOCHEMISTRY

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S 12 Wikipedia (WIKIPEDIA, 2008) http://pt.wikipedia.org/wiki/Tabela_peri%C3%B3dica Português

http://www.webelements.com/

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http://education.jlab.org/itselemental/index.html

http://www.animatedsoftware.com/elearning/Periodic%20Table/AnimatedPeriodicTable.swf

http://www.animatedsoftware.com/elearning/Periodic%20Table/AnimatedPeriodicTable.swf

http://www.touchspin.com/chem/DisplayTable.html

http://www.physics.nist.gov/PhysRefData/Elements/cover.html

http://www.physics.nist.gov/PhysRefData/Elements/cover.html

http://www.vanderkrogt.net/elements/

http://www.radiochemistry.org/periodictable/index.shtml

128

Código


S 13 Chemical Elements Interactive Periodic Table of the Elements (BENTOR,

2008) http://www.chemicalelements.com/ Inglês

S 14 Genesis Education: Modeling the Periodic Table Interactive Simulation

(NASA, [200?])

http://genesismission.jpl.nasa.gov/educate/scimodule/cosmic/

ptable.html Inglês

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S 19 Chemi Cool Periodic Table (CHEMICOOL, 2008) http://www.chemicool.com/ Inglês

S 20 VisualEntities Periodic Table 2.0 (VISUALENTITIES, [200?])t http://www.visualentities.com/applets/periodictable.htm Inglês

S 21 CRC Periodic Table Online (LIDE, 2005) http://www.chemnetbase.com/periodic_table/per_table.html Inglês

S 22 Michael Dayah’s Periodic Table of Elementshttp://www.dayah.com/periodic

(DAYAH, 2008) http://www.dayah.com/periodic/ Inglês

S 23 Corrosion Source Periodic Table of Elements (CORROSION SOURCE, 2000) http://www.corrosionsource.com/handbook/periodic/ Inglês

S 24 David’s Whizzy Periodic Table (WHIZZY, [199?]) http://www.colorado.edu/physics/2000/applets/a2.html Inglês

S 25 IUPAC Periodic Table (IUPAC, 2007) http://www.iupac.org/reports/periodic_table/ Inglês

S 26 WebQC Periodic Table of Chemical Elements (VANOVSCHI, 2008)

http://www.webqc.org/periodictable.php Inglês

http://www.chemicalelements.com/

http://genesismission.jpl.nasa.gov/educate/scimodule/cosmic/ptable.html

http://genesismission.jpl.nasa.gov/educate/scimodule/cosmic/ptable.html

http://www.ktf-split.hr/periodni/en/index.html

http://profmokeur.ca/chemistry/

http://www.meta-synthesis.com/webbook/35_pt/pt3.html

http://www.qivx.com/ispt/ptw_st.php

http://www.chemicool.com/

http://www.visualentities.com/applets/periodictable.htm

http://www.chemnetbase.com/periodic_table/per_table.html

http://www.dayah.com/periodic/

http://www.corrosionsource.com/handbook/periodic/

http://www.colorado.edu/physics/2000/applets/a2.html

http://www.iupac.org/reports/periodic_table/

http://www.webqc.org/periodictable.php

129

Código


S 27 Rembar Periodic Table of the Elements (REMBAR, 1996) http://www.rembar.com/PeriodicTable.htm Inglês

S 28 Tabela Periódica Online (TABELA PERIÓDICA ONLINE, 2008) http://www.tabela.oxigenio.com Português

S 29 Tabela do Tabela do Centro de Divulgação Científica e Cultural da USP

(CDCC, 2008)

http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/tabelaperiodica/tabelaperi

odica1.htm Português

S 30 ACS Chemistry for Life (ACS, 2007) http://acswebcontent.acs.org/games/pt.html Inglês


http://www.rembar.com/PeriodicTable.htm

http://www.tabela.oxigenio.com/

http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/tabelaperiodica/tabelaperiodica1.htm

http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/tabelaperiodica/tabelaperiodica1.htm

http://acswebcontent.acs.org/games/pt.html

130

Apêndice F: Matriz com o resultado da avaliação dos sites selecionados46

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Sim Não

ECI Elementos e Toxicidade N N N N S N N N N N N N N N N N N N N N N N S N N N N N N N 7% 93%

ECI Uso genérico sem discussão S N N S S S N N N N S S N N N N S N N S S S S N N N N N N N 37% 63%

ECI Elementos na Agricultura N N N N S N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N 3% 97%

ECI Elementos no Meio Ambiente S N N N S N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N 7% 93%

ECI Elementos na Informática N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N 0% 100%

ECI Elementos na Alimentação N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N 0% 100%

ECI Elementos na Medicina N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N 0% 100%

ECI Elementos na Saúde S N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N 3% 97%

ECI Elementos na Atmosfera S N N N S N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N 7% 93%

ECI Elementos no Corpo humano S N N N S N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N 7% 93%

ECI Perigos e Risco dos Elementos S N N N S N N N N N S S N N N N N S N N N N S N N N N N N N 20% 80%

ECI Contraponto nas propriedades N N N N S N N N N N N N N N N N N N N N N N S N N N N N N N 7% 93%

ECI Exercícios C&I N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N S N N N N N N N 3% 97%

ECI Elementos e Mineralogia N N N N S N N N N N N N N N N N N N N N N S S N N N N S N N 13% 87%

HED Ano descoberta S S S S S S N S N S S S S N S S S S S S N S S S S N N S N N 73% 27%

HED Cronologia da descoberta N S N N N N N N N N N N N N N N S N N S N S N N N N N N N N 13% 87%

HED Descobridor S S S S S S N N N S S S S N S S S S S S N N S N N N N S S N 63% 37%

HED Origem do nome S S N S S S N N N S S S S N S N S S S S S N S N N N N N N N 53% 47%

HED Relação com fatos históricos N S N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N 3% 97%

HED Tabelas anteriores N N N N N N N N N S N N N N N N S S N N N N S N N N N N N S 17% 83%

IDC Propriedades Periódicas S S S S S S S S N N S S S S N S S S S S S S S N N S S S S S 83% 17%

IDC Propriedades Físicas S S S S S S S S S N N S S S N S S S S S N S S N N S S S S S 80% 20%

IDC Números de Oxidação S S S S S N S S N N N S N S N S S S S N N S S N N S N N N S 57% 43%

IDC Números Quânticos S S N S S N S S N N N N N N N N S S S N N S N N N N N N N S 37% 63%

IDC Configuração eletrônica S S N S S S S S N N N S N S N S S S S N N S N N N N N N S S 53% 47%

LCA Tabela Alinhada com a IUPAC N N S N N N N N N N N N N N N N S N S N N S N N S N N N N N 17% 83%

Tipo Itens AvaliadosSites Avaliados

Legenda: ECI: Eixo Contextualizado e Interdisciplinar; HED: Histórico e Desenvolvimento; IDC: Informações Descritivas e Classificatórias; LCA: Linguagem Cientifica Atualizada; N: Indica ausência; S: Indica presença

46

Site 1: WebElements Periodic Table; Site 2: Visual Elements Periodic Table; Site 3: Merck Periodic Table of the Elements; Site 4: Periodic Table Live!; Site 5: Environmental Chemistry Periodic Table of Elements;

Site 6: It’s Elemental – The Periodic Table of Elements; Site 7: Animated Periodic Table; Site 8: Interactive Periodic Table; Site 9: NIST Elemental Data Index; Site 10: Elementymology & Elements Multidict; Site 11:

Radiochemistry Society Periodic Table of the Elements; Site 12: Wikipedia; Site 13: Chemical Elements Interactive Periodic Table of the Elements; Site 14: Genesis Education: Modeling the Periodic Table Interactive

Simulation; Site 15: Eni Generalic Periodic Table of the Elements; Site 16: Mokeur’s Periodic Table; Site 17: The chemogenesis web book; Site 18: Integral Scientist Modern Standard Periodic Table; Site 19: Chemi Cool Periodic Table; Site 20: Visual Entities Periodic Table Applet; Site 21: CRC Periodic Table Online; Site 22: Michael Dayah’s Periodic Table of Elements; Site 23: Corrosion Source Periodic Table of Elements;

Site 24: David’s Whizzy Periodic Table; Site 25: IUPAC Periodic Table; Site 26: WebQC Periodic Table of Chemical Elements; Site 27: Rembar Periodic Table of the Elements; Site 28: Tabela Periódica Online; Site

29: Tabela do CDCC USP; Site 30: Tabela ACS.

131

Apêndice G: Imagem de abertura dos sites avaliados

Site 1 Site 2 Site 3 Site 4 Site 5 Site 6



Site 19 Site 20 2 Site 1 Site 22 Site 23 Site 24


132

Apêndice H: Referências bibliográficas utilizadas na concepção da T Wanc®©

Tabela e sua relação com a (o) Fundamentação teórica baseada em

Agricultura HILL, Lewis. Segredos da Propagação de Plantas. Tradução: Jusmar Gomes. São Paulo: Nobel, 1996.

Agricultura TOMA, Henrique Eisi. Química Bioinorgânica. São Paulo: USP/OEA, 1984.

Alimentação FRANCO, Guilherme. Tabela de Composição dos Alimentos. 9. ed. São Paulo: Atheneu, 2008.

Alimentação WHITNEY, Ellie; ROLFES, Sharon Rady. Nutrição 1: Entendendo os nutrientes. 10. ed. Tradução: All

Tasks. Vol. 1. São Paulo: Cengage Learning, 2008.

Atmosfera HINES, Eric. Resumão Meteorologia. Série de Geociência. n. 3. Tradução Maria Ignez T. França. São

Paulo: Barros, Fisher & Associados, 2009.

Evolução da Química e a linha do tempo

GLEISER, Marcelo. Poeira das Estrelas. São Paulo: Globo, 2006.

Evolução da Química e a linha do tempo TRINDADE, Diamantino, PUGLIESI, Marcio. Química Básica Teórica. São Paulo: Ícone, 1989.

Evolução da Química e a linha do tempo QUADBECK-SEEGER, Hans-Jürgen. World of the Elements Elements of the Word. Tradução: José

Oliveira. Wiley-Verlag Gmb & Co. KGaA, 2007.

Evolução da Química e a linha do tempo ROSMORDUC, Jean. Uma História da Física e da Química: de Tales a Einstein. Rio de Janeiro: Jorge

Zahar, 1988.

Geologia TEIXEIRA, Wilson; TOLEDO, M. Cristina Motta; FAIRCHILD, Thomas Rich; TAIOLI, Fabio.

Decifrando a Terra. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2009.

Geologia SCHUMANN, Walter. Gemas do Mundo. Barueri: Disal, [200?].

133


Geologia DEL REY, Mario. Tudo Sobre Diamantes. Barueri: Disal, 2009.

História FURTADO, Peter. 1001 Dias que Abalaram o Mundo. Rio de Janeiro: Sextante, 2009.

Indústria SHEREVE, R. N.; BRINK JR, J. A. Indústria de Processos Químicos. Rio de Janeiro: LCTC; 2008.

Indústria LEPREVOST, Alsedo. Minerais Para a Indústria. Rio de Janeiro: LTC, 1978.

Indústria GIFFORD, Clive. Guia Essencial de Química. Lisboa: Pesença, 1994.

Indústria SOUZA, Sergio Augusto. Composição Química dos Aços. São Paulo, Edgard Blucher, 1989.

Indústria VAISTMAN, Delmo Santiago; AFONSO, Júlio Carlos; DUTRA, Paulo Bechara. Para que Servem os

Elementos Químicos. Rio de Janeiro: Interciência, 2001.

Meio Ambiente BAIRD, Colin. Química Ambiental. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002.

Meio Ambiente BRAGA, Benedito et al. Introdução à Engenharia Ambiental: o desafio do desenvolvimento sustententável.

2. ed. São Paulo: Peason Prentice Hall, 2005.

Meio Ambiente BRANCO, Samuel Murgel. O Meio Ambiente em Debate. 3. ed. São Paulo: Moderna, 2004.

Meio Ambiente SCARLATO, Francisco, PONTIN, Joel. Do Nicho ao Lixo: ambiente, sociedade e educação. São Paulo:

Atual, 1992.

Meio-Ambiente SARIEGO, José. As Ameaças ao Planeta Azul. São Paulo: Scipione, 1994

Meio Ambiente ROGERS, Peter. Preparando-se para Enfrentar a Crise da Água. [S. l]: Scientific American Brasil. p. 60-

67. Set. 2008.

134


Meio Ambiente AMABIS, José Mariano; MARTHO, Gilberto Rodrigues. Fundamentos da Biologia Moderna. 4. ed. São


Meio Ambiente UZINIAN, Armênio; BIRNER, Ernesto. Biologia. Volume único. 3. ed. São Paulo: Harbra, 2008.

Meio-Ambiente/Histórico BURSZTYN, Marcel; PERSEGONA, Marcelo. A Grande Transformação Ambiental: uma cronologia da

dialética homem-natureza. Rio de Janeiro: Garamond, 2008.

Meio-Ambiente/Histórico DURAND, Marie-Françoise et al. Atlas da Mundialização: compreender o espaço contemporâneo.

Tradução Carlos Roberto Sanches Milani. São Paulo: Saraiva, 2009.

Saúde TORTORA, Gerard; GRABOWSKI, Sandra. Corpo Humano: Fundamentos de Anatomia e Fisiologia. 6.ed.

Tradução: Maria Regina Borges-Osório. Porto Alegre: Artmed, 2006.

Saúde HERLIHY, Barbara, MAEBIUS; Nancy. Anatomia e Fisiologia do Corpo Humano Saudável e Enfermo.

Tradução: Edson Aparecido Liberti. São Paulo: Manole, 2002.

Saúde SACKHEIM, George; LEHMAN, Dennis. Química e Bioquímica para Ciências Biomédicas. 8. ed. São

Paulo: Manole, 2001.

Saúde SÉRGIO FRANCO MEDICINA DIAGNÓSTICA. Bioinforme. 7. ed. Rio de Janeiro, 2006.

Saúde SMITH, Collen; MARKS, Allan; LIEBERMAN, Michael. Bioquímica Médica Básica de Marks. 2. ed.

Edição: Ângela de Mattos Dutra. Porto Alegre: Artmed, 2007.

Saúde SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia Humana: uma abordagem integrada. Porto Alegre: Artmed,

2010.

Toxicologia LING, Louis J. et al. Segredos em Toxicologia. Porto Alegre: Artmed, 2005.

Toxicologia OIT. Metales: Propriedades Químicas y Toxicidad. OIT. [200?].

Toxicicologia TORREIRA, Raúl Peragallo. Manual de Segurança Industrial. Margus Publicações, [199?].

Toxicologia e Tecnologia da Informação PUCKETT, Jim et al. Exporting Harm: The High-Tech Trashing of Asia. [S. l.]: BAN, SVTC, 2002.

135

Tabela e sua relação com Fundamentação baseada em

Agricultura TOMA, Henrique Eisi. Química Bioinorgânica. São Paulo: USP/OEA, 1984.

Alimentação FRANCO, Guilherme. Tabela de Composição dos Alimentos. 9. ed. São Paulo: Atheneu, 2008

Alimentação WHITNEY, Ellie, e Sharon Rady ROLFES. Nutrição 1: Entendendo os nutrientes. 10. ed. Tradução: All

Tasks. Vol. 1. São Paulo: Cengage Learning, 2008.

Atmosfera HINES, Eric. Resumão Meteorologia. Série de Geociência. n. 3. Tradução Maria Ignez T. França. São

Paulo: Barros, Fisher & Associados, 2009.

Evolução da Tabela Periódica e a linha do tempo GLEISER, Marcelo. Poeira das Estrelas. São Paulo: Globo, 2006.

Evolução da Tabela Periódica e a linha do tempo TRINDADE, Diamantino, e Marcio PUGLIESI. Química Básica Teórica. São Paulo: Ícone, 1989.

Evolução da Tabela Periódica e a linha do tempo QUADBECK-SEEGER, Hans-Jürgen. World of the Elements Elements of the Word. Tradução: José

Oliveira. Wiley-Verlag Gmb & Co. KGaA, 2007

Evolução da Tabela Periódica e a linha do tempo ROSMORDUC, Jean. Uma História da Física e da Química: de Tales a Einstein. Rio de Janeiro: Jorge

Zahar, 1988.

Geologia TEIXEIRA, Wilson, M. Cristina Motta TOLEDO, Thomas Rich FAIRCHILD, e Fabio TAIOLI. Decifrando

a Terra. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2009.

Geologia SCHUMANN, Walter. Gemas do Mundo. Barueri: Disal, [200?]

Geologia DEL REY, Mario. Tudo Sobre Diamantes. Barueri: Disal, 2009

História FURTADO, Peter. 1001 Dias que Abalaram o Mundo. Rio de Janeiro: Sextante, 2009.

Indústria SHEREVE, R. N.; BRINK JR, J. A. Indústria de Processos Químicos. Rio de Janeiro: LCTC; 2008.

136


Indústria LEPREVOST, Alsedo. Minerais Para a Indústria. Rio de Janeiro: LTC, 1978

Indústria GIFFORD, Clive. Guia Essencial de Química. Lisboa: Pesença, 1994.

Indústria SOUZA, Sergio Augusto. Composição Química dos Aços. São Paulo, Edgard Blucher, 1989

Indústria VAISTMAN, Delmo Santiago, Júlio Carlos AFONSO, e Paulo Bechara DUTRA. Para que Servem os

Elementos Químicos. Rio de Janeiro: Interciência, 2001.

Meio Ambiente BAIRD, Colin. Química Ambiental. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002.

Meio Ambiente BRAGA, Benedito et al. Introdução à Engenharia Ambiental: o desafio do desenvolvimento sustententável.

2. ed. São Paulo: Peason Prentice Hall, 2005.

Meio Ambiente BRANCO, Samuel Murgel. O Meio Ambiente em Debate. 3. ed. São Paulo: Moderna, 2004.

Meio Ambiente SCARLATO, Francisco, e Joel PONTIN. Do Nicho ao Lixo: ambiente, sociedade e educação. São Paulo:

Atual, 1992.

Meio-Ambiente SARIEGO, José. As Ameaças ao Planeta Azul. São Paulo: Scipione, 1994

Meio Ambiente ROGERS, Peter. Preparando-se para Enfrentar a Crise da Água. [S. l]: Scientific American Brasil. p. 60-

67. Set. 2008

Meio Ambiente AMABIS, José Mariano; MARTHO, Gilberto Rodrigues. Fundamentos da Biologia Moderna. 4. ed. São


Meio Ambiente UZINIAN, Armênio; BIRNER, Ernesto. Biologia. Volume único 3. ed. São Paulo: Harbra, 2008.

Meio-Ambiente/Histórico BURSZTYN, Marcel; PERSEGONA, Marcelo. A Grande Transformação Ambiental: uma cronologia da

dialética homem-natureza. Rio de Janeiro: Garamond, 2008

137


Meio-Ambiente/Histórico DURAND, Marie-Françoise et al. Atlas da Mundialização: compreender o espaço contemporâneo.

Tradução Carlos Roberto Sanches Milani. São Paulo: Saraiva, 2009.

Saúde TORTORA, Gerard, e Sandra GRABOWSKI. Corpo Humano: Fundamentos de Anatomia e Fisiologia.

6.ed. Tradução: Maria Regina Borges-Osório. Porto Alegre: Artmed, 2006.

Saúde HERLIHY, Barbara, e Nancy MAEBIUS. Anatomia e Fisiologia do Corpo Humano Saudável e Enfermo.

Tradução: Edson Aparecido Liberti. São Paulo: Manole, 2002.

Saúde SACKHEIM, George, e Dennis LEHMAN. Química e Bioquímica para Ciências Biomédicas. 8. ed. São

Paulo: Manole, 2001.

Saúde SMITH, Collen, Allan MARKS, e Michael LIEBERMAN. Bioquímica Médica Básica de Marks. 2. ed.

Edição: Ângela de Mattos Dutra. Porto Alegre: Artmed, 2007.

Saúde SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia Humana: uma abordagem integrada. Porto Alegre: Artmed,

2010

Toxicologia LING, Louis J. et al. Segredos em Toxicologia. Porto Alegre: Artmed, 2005

Toxicologia OIT. Metales: Propriedades Químicas y Toxicidad. OIT. [200?]

Toxicicologia TORREIRA, Raúl Peragallo. Manual de Segurança Industrial. Margus Publicações, [199?].

Toxicologia e Tecnologia da Informação PUCKETT, Jim et al. Exporting Harm: The High-Tech Trashing of Asia. [S. l.]: BAN, SVTC, 2002.


138

Apêndice I: T Wanc®©

– Tela de abertura ampliada

Documents

“QUÍMICA EM GERAL” A PARTIR DE UMA TABELA PERIÓDICA NO