Visualizing Dispersion Interactions

Gottschalk, Elinor; Venkataraman, Bhawani

doi:10.1021/ed400468g

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“…Muitas das percepções dos especialistas, relacionadas ao caráter universal das interações dispersivas, aditividade das interações, magnitude das energias de interação e a correlação entre parâmetros moleculares e propriedades físico-químicas dos sistemas químicos, estão em conformidade com pesquisas da área de ensino de química (GOTTSCHALK E VENKATARAMAN, 2014;GLAZIER;MARANO;EISEN, 2010;MURTHY, 2006).…”

Section: Considerações Finaisunclassified

Interações Intermoleculares: conteúdos conceituais sobre o tema na graduação em química nas opiniões de pesquisadores

Seribeli

Maximiano

2021

ReSBEnQ

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As interações intermoleculares são fundamentais no contexto do conhecimento químico, uma vez que a natureza e a magnitude de tais interações definem as propriedades físico-químicas das substâncias. O presente trabalho[1] teve como objetivo investigar com base nas concepções de pesquisadores, o que um químico deve saber sobre as interações intermoleculares, quais os conceitos fundamentais e principais ideias sobre o tema. Foi aplicada uma metodologia de caráter qualitativo, contando como ferramenta de coleta de dados, entrevistas semiestruturadas, que foram analisadas a partir de um referencial teórico com foco nos conteúdos conceituais (dados/fatos, conceitos e princípios). Os resultados evidenciaram que o tema deve ser visto com maior centralidade durante a graduação em química, os entrevistados apontaram a necessidade de aprimorar a abordagem do tema com ênfase no conhecimento mais profundo das estruturas moleculares, o que implica na compreensão dos conceitos polaridade e polarizabilidade, na percepção de que vários tipos de interações podem atuar num mesmo sistema e relacionar as energias de interações, suas magnitudes em função das separações intermoleculares. É fundamental que o caráter aditivo e universal das forças dispersivas seja evidenciado na abordagem do tema, também a noção das distâncias e ângulos típicos das ligações de hidrogênio, além dos modelos que tratam das diferentes contribuições para a energia de interação total. A utilização das equações de energia potencial pode ser um recurso a ser explorado, especialmente por proporcionar uma visão unificada com a contribuição dos diferentes tipos de interação, além de demonstrar a importância dos parâmetros moleculares e das distâncias intermoleculares correlacionados à energia. Os especialistas também apontaram a necessidade de melhorar a abordagem do tema com ênfase tanto em aspectos da natureza das interações, quanto na interpretação atômico-molecular de fenômenos macroscópicos, fundamentada em aspectos de teoria, experimentação e simulação. [1] Este artigo é uma versão ampliada e rediscutida do trabalho publicado nos Anais do XX Encontro Nacional de Ensino de Química realizado de forma virtual entre os dias 8 e 11 de março de 2021.

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Section: Considerações Finaisunclassified

Interações Intermoleculares: conteúdos conceituais sobre o tema na graduação em química nas opiniões de pesquisadores

Seribeli

Maximiano

2021

ReSBEnQ

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“…Observations have shown that by viewing the video, high school students can obtain more detail about the technical aspects of the chemistry laboratory than by listening to the presentations of professional scientists (Burgin et al, 2020). The animation videos have been proven to help students understand complex chemistry topics at the molecular level, such as topics regarding dispersion interactions (Gottschalk & Venkataraman, 2014) and electron transport chain (Wikandari et al, 2021). Video usage in chemistry learning is predicted to grow since the popularity of open-source YouTube videos platform.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Enhancement of Indonesian High School Student Conceptual Mastery on VSEPR Topic Using Virtual Simulation of Molecule Shapes: A Case Study of Quasi-Experimental Evidence

Stiawan

Rahmat

Liliasari

et al. 2022

JPII

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The Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) is an essential topic for high school student’s fundamental understanding of 3D shapes of chemical compounds. Due to the spatial aspect of the topic, the students were forced to imagine the geometry of the molecule by predicting the free or bonded electron pair repulsion. Suitable learning media to accommodate those features should be precisely selected to help students properly understand the geometry of the molecule based on the VSEPR topic. This study compared the significant difference in the application of two media of animation video and interactive simulation toward the control and experimental groups, respectively, to enhance conceptual mastery of the VSEPR topic. This study was a statistical quasi-experiment study with two classes of control (animation video) and experimental (interactive simulation) groups. The results of the significant difference test of the groups showed that the distribution of the experimental and control groups was not normal (significantly different) and normal (not significantly different), respectively. Analysis results using Mann-Whitney for the non-parametric free two samples comparative test with a 95% confidence level showed that the application of virtual simulation on the experimental group impacted more in improving the conceptual mastery of the VSEPR topic. Furthermore, there was an identified significant improvement in sub-concepts of the VSEPR topic in binding pair, molecular shape, and electron repulsion. These findings could support the teachers in designing lesson plans for students to master the VSEPR topic.

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“…Another potentially confusing aspect of dispersion forces is that they are often described in time-dependent language. This is found in almost all textbooks and pedagogical articles; I will give only two examples: "the dynamic, random behavior of the electron cloud may result in a momentary distortion of the symmetric electron distribution, establishing a transient dipole moment" 10 and (in considering the interaction between two well separated hydrogen atoms) "although the hydrogen atom is spherically symmetrical on the average, at any instant the electron is in a position such that the atom has a dipole moment. This instantaneous dipole has a field, and this field tends to polarize the other atom, while the dipole changes, even reverses with high frequency, if the polarization of the other atom keeps phase, the net effect is attractive...".…”

mentioning

confidence: 99%

Dispersion Forces: Neither Fluctuating Nor Dispersing

Truhlar

2019

J. Chem. Educ.

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Dispersion forces are ubiquitous in chemistry, yet they are often misunderstood. This article provides background into why they are called dispersion forces and explains how to describe them in terms of time-independent quantum mechanics. The article also describes the breakdown of the multipole series that is often used to describe dispersion forces, and it comments on the representation of dispersion forces in molecular mechanics. In general, the article tries to provide a proper framework for understanding and describing dispersion forces.

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Visualizing Dispersion Interactions

Cited by 7 publications

References 25 publications

Interações Intermoleculares: conteúdos conceituais sobre o tema na graduação em química nas opiniões de pesquisadores

Interações Intermoleculares: conteúdos conceituais sobre o tema na graduação em química nas opiniões de pesquisadores

Enhancement of Indonesian High School Student Conceptual Mastery on VSEPR Topic Using Virtual Simulation of Molecule Shapes: A Case Study of Quasi-Experimental Evidence

Dispersion Forces: Neither Fluctuating Nor Dispersing

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