Uso de modelagem molecular no estudo dos conceitos de nucleofilicidade e basicidade

Abstract

Recebido em 17/12/10; aceito em 5/5/11; publicado na web em 29/6/11 USING MOLECULAR MODELING TO STUDY NUCLEOPHILICITY AND BASICITY CONCEPTS. Molecular modeling enables the students to visualize the abstract relationships underlying theoretical concepts that explain experimental data on the molecular and atomic levels. With this aim we used the free software "Arguslab 4.0.1" (semi-empirical method) to study the reaction of 1-chloropropane with ethoxide in solution, known to lead to methyl propyl ether, through the S N 2 mechanism, and propene, through the E 2 mechanism. This tool allows users to calculate some properties (i. e. heat formation or electric charges) and to produce 3D images (molecular geometry, electrostatic potential surface, etc.) that render the comprehension of the factors underlying the reaction´s progress, which are related to the structure of the reagents, and the process kinetic clearer and easier to understand by the students.Keywords: visualization; molecular modeling; mental models. INTRODUÇÃOOs avanços na computação têm permitido a construção de softwares de alta performance, nomeadamente no que diz respeito ao uso de imagens 3D (tridimensionais) projetadas em duas dimensões que, devido a suas características, permitem uma melhor visualização dos modelos adotados pela comunidade científica para representar os arranjos atômicos e os processos envolvidos nos fenômenos químicos. Dada a natureza da Química, em que se buscam, incessantemente, representações de um mundo inacessível à percepção humana para a construção de diversos tipos de modelos (científicos, históricos, curriculares, escolares, mentais, etc.), 1 o uso dessas ferramentas tem-se tornado muito útil na pesquisa e no ensino. De acordo com Gilbert, 2 Russell e Kozma 3 e Chittleborough e Treagust, 4 um requisito essencial para o aprendizado da Química é a habilidade para formar modelos mentais. Sem um modelo mental apropriado, os estudantes não conseguem apreciar as relações entre a escala molecular e o fenômeno macroscópico observado, além de terem dificuldade em perceber a relevância e o papel da Química em suas vidas. De acordo com Gibin e Ferreira: 5 "O uso de modelos é importante para o desenvolvimento da Ciência e, além disso, é parte integrante do processo de aquisição do conhecimento pelo ser humano" (p. 1809). 5A formação de modelos mentais, também designados visualizações internas, tem merecido, por parte de alguns autores, um forte apoio. 2,[6][7][8][9] Embora seu uso seja generalizado, não há uma definição geral ou única do que possa ser entendido por modelo mental. Atualmente, vários pesquisadores se têm afastado da ideia inicial de que haveria algum isomorfismo entre as representações externas e os modelos que as pessoas têm ou constroem em suas cabeças, as representações internas. Neste trabalho, adotamos a perspectiva de modelo mental de Rapp, 6 ou seja, a de se constituir em uma estrutura de conhecimento organizada e internalizada. As relações causais, temporais e espaciais dos conceitos encontrar-se-ão codificadas...

Revisão no Campo: O Processo de Ensino-Aprendizagem dos Conceitos Ácido e Base entre 1980 e 2014

“…Outro aspecto a ser destacado é que os únicos artigos que utilizam as definições de ácido/base propostas por Lewis são os que abordam o desenvolvimento das teorias ácido-base (Chagas, 2000;Vichi;Chagas, 2008), uma proposta de experimento (Bastos et al, 2008;Vasconcelos;Lima Júnior, 2009) e um artigo que discute a basicidade no âmbito da química orgânica Arroio;Rezende, 2011). As demais definições aparecem apenas nos textos que apresentam algum caráter histórico (Chagas, 2000;Vichi;Chagas, 2008) e no texto de Vasconcellos (2014) que aborda o conceito de ácidos de Pearson para alunos da disciplina de química orgânica por meio de ferramentas computacionais.…”

Visualização no ensino de química: apontamentos para a pesquisa e desenvolvimento de recursos educacionais

“…68 Já a interatividade entre aluno e ferramenta educacional, quando incorporada à prática pedagógica, favorece a elaboração conceitual entre os estudantes, que se tornam mais engajados no processo de aprendizagem. 69 Diversos trabalhos demonstram os efeitos positivos da utilização de softwares interativos no ensino de química. 70 Nestes estudos, os alunos do grupo de pesquisa que fizeram uso deste recurso obtiveram melhor desempenho em avaliações realizadas após a aplicação da sequência didática, quando comparados aos alunos do grupo controle, que tiveram aulas sobre o mesmo assunto, mas sem o uso do software.…”

A Importância Da Expansão Da Modelagem Molecular Como Técnica Para Pesquisas De Novos Farmacos

“…A expansão da modelagem molecular nos últimos anos se deu em virtude do avanço dos recursos computacionais em termos de hardware, utilizados na farmacologia para construção de softwares de alta performance, principalmente quanto ao uso de imagens 3D (tridimensionais) planejada em duas dimensões que permite uma melhor visualização dos exemplares adotados pela comunidade cientifica para descrever os arranjos anatômicos e as técnicas envolvidas nos fenômenos químicos (1,3) . Desta forma, este artigo buscou analisar através de uma revisão bibliográfica, a importância da expansão da modelagem molecular como técnica para o desenvolvimento de ___________________________________________________________________________ novos fármacos, sendo esta uma ferramenta de pesquisa na medicina moderna e nos processos e planejamento para novas estruturas farmacológicas.…”