Modelos para o carbono sp³: quatro pirâmides no tetraedro

Abstract

3 carbon atom, consisting of four pyramids that can be assembled to produce a tetrahedron. The main feature of this model is that, when two of the pyramids are properly put together, the solid thus formed is an "open" tetrahedron, containing edges connecting the center of the tetrahedron to its vertices. The student can easily imagine the whole tetrahedron and, at the same time, he can observe its center and the lines corresponding to the directions of sp 3 orbitals.Keywords: molecular models; models for the sp 3 carbon atom; paper models. EDUCAÇÃO MODELOS PARA O CARBONO SP 3 : QUATRO PIRÂMIDES NO TETRAEDROA compreensão de muitos aspectos da Química Orgânica depende fortemente de se ter uma boa idéia da disposição dos átomos no espaço. Ao ensinar Química Orgânica o professor em geral não tem dificuldades com os átomos de carbono sp ou sp 2 , mas os átomos com hibridização sp 3 , com os orbitais híbridos apontando para os vértices de um tetraedro regular, são extremamente difíceis de se visualizar, constituindo-se assim em considerável barreira para o aprendizado da matéria. Praticamente nenhum estudante consegue "ver" a disposição espacial dos orbitais de um carbono sp 3 sem examinar demoradamente um modelo tridimensional de algum tipo; geralmente o estudante precisa recorrer ao modelo várias vezes, ao longo de meses, para consolidar suas idéias nesse sentido.Existem excelentes modelos comerciais, produzidos por vári-os fabricantes, que resolvem esse problema com facilidade. No entanto, há alguns obstáculos à sua utilização generalizada, os principais sendo sua relativa inacessibilidade no Brasil e seu preço relativamente elevado (principalmente para estudantes do curso secundário, que precisariam adquirir os modelos para deles dispor quando necessário e por períodos prolongados).Há algumas boas iniciativas no país para resolver o problema; podemos citar o caso do antigo IBECC, que produziu modelos de boa qualidade e baixo custo, mas o fato é que a maioria dos estudantes do segundo grau (e talvez até das universidades) jamais viu um modelo de carbono sp 3 . A solução óbvia para o estudante é recorrer à confecção caseira de seus próprios modelos, mas isto acaba raramente dando bons resultados: construção de modelos com bolinhas de isopor e palitos, por exemplo, é muito mais difícil do que parece à primeira vista, pois para obter ângulos de 109 o 28' entre todos os palitos é preciso dispor de alguma estrutura que suporte os palitos com orientação adequada no momento de perfurar as bolinhas. Quem nunca tentou, deve fazê-lo para verificar como é difícil.A construção de um tetraedro de cartolina com ângulos razoavelmente precisos, por outro lado, é relativamente fácil, 1 e todo estudante deve começar por aí seus estudos de carbono sp 3 . No entanto, isso não é uma solução completa, pois continua sendo difícil imaginar o átomo de carbono no centro do tetraedro e os orbitais dirigidos para os vértices.Neste artigo será apresentada a construção, com cartolina, de uma pirâmide que é 1/4 de um tetraedro regular: juntando-...