Teaching of chemical bonding: a study of Swedish and South African students' conceptions of bonding

Abstract

Almost 700 Swedish and South African students from the upper secondary school and first-term chemistry university level responded to our survey on concepts of chemical bonding. The national secondary school curricula and most common textbooks for both countries were also surveyed and compared for their content on chemical bonding. Notable differences between the countries were found in textbooks and in the curriculum regarding the topics of ionic bonding, bond energetics and use of the VSEPR model, the latter being absent in the Swedish curriculum and ionic bonding not explicitly mentioned in the South African curriculum. To some extent these differences are reflected in the students’ responses to the survey. It is also clear that university teachers in both countries must prepare effective counter-measures against deep rooted misunderstandings. For the upper secondary school level it is suggested that the bond energetics and exothermic and endothermic reactions be clearly and carefully presented and separated as the study indicates that mixing of these two concepts is a major cause of confusion.

A Metodologia De Resolução De Problemas: Uma Experiência Para O Estudo Das Ligações Químicas

“…Neste contexto, os estudantes acabam não entendendo a ligação iônica como não direcional e as interações envolvidas na constituição dos retículos cristalinos dos sólidos iônicos e, por vezes, memorizam a compreensão de compostos iônicos como constituídos por moléculas. 1,2 Além das simplificações e generalizações que são apresentadas para o estudo das teorias envolvidas, outro aspecto a ser considerado é o nível de abstração necessário para a compreensão destas teorias. 2 Assim, os estudantes não conseguem interrelacionar os modelos utilizados para representar cada tipo de ligação com situações da vida real, como o estudo das propriades fisico-químicas dos materiais.…”

“…1,2 Além das simplificações e generalizações que são apresentadas para o estudo das teorias envolvidas, outro aspecto a ser considerado é o nível de abstração necessário para a compreensão destas teorias. 2 Assim, os estudantes não conseguem interrelacionar os modelos utilizados para representar cada tipo de ligação com situações da vida real, como o estudo das propriades fisico-químicas dos materiais.…”

“…1,2,47 Alguns autores destacam a importância dos estudantes se apropriarem dos aspectos fundamentais das ligações, como as interações eletrostáticas, no caso da ligação iônica, para poderem complexificar tais conhecimentos quanto à força das ligações, às estruturas e propriedades dos distintos materiais analisados. 1,2,47 O Grupo B, na resolução do Problema 3, tomou por hipóteses que "O ponto de ebulição dos sais deve ser muito mais elevado que da água, porque virou um deserto de sal devido à evaporação da água" e que "Um experimento pode ser feito com água normal e água com bastante sal e ver o que ocorre". Na plenária, apresentaram os pontos de fusão dos sais que compõem o Salar e da água, assim como vídeos com experimentos que mostram as diferenças entre os pontos de fusão das substâncias em questão; também trouxeram uma tabela com as principais fontes de lítio, suas propriedades, como ocorre a solvatação e como isso afeta as propriedades químicas e imagens do Salar de Uyuni.…”

“…Além disso, esse tema é importante para o entendimento de outros conteúdos de química e de propriedades da matéria como condutividade elétrica, solubilidade e pontos de fusão e ebulição. 1,2 De acordo com alguns pesquisadores, devido às dificuldades de compreensão dos conceitos científicos, e, também, falta de domínio do uso de metodologias alternativas ao modelo de ensino tradicional, os professores de Ciências podem afastar seus alunos do mundo científico, pois exigem que os estudantes aprendam pela memorização e não pelo entendimento dos conceitos. [3][4][5] Essas práticas podem estar relacionadas às fragilidades na formação inicial, no que se refere à falta de um eixo formativo que possua a função de integrar conhecimentos conceituais da Química às contemporâneas metodologias de ensino.…”

“…∆H dissolução = ∆H solvatação(íon-água) + ∆H reticular(íon-íon) + ∆H intrusão(água-água) (2) Apesar da intensidade da interação íon-íon ser maior do que a da interação dipolo-dipolo do solvente, e do que a da interação soluto--solvente (íon-dipolo), o elevado número de interações íon-dipolo, que atua em cada íon, pode compensar a força de atração eletrostática que mantém os íons unidos no retículo. 37 Dessa forma, o momento I, além de motivar a atividade investigativa, também favoreceu a introdução de conceitos importantes para a elaboração das hipóteses de resolução para os problemas.…”