Uso dos diagramas de rich-suter como ferramenta didática para distribuição eletrônica dos elementos químicos do bloco d da tabela periódica

Autores

DOI:

https://doi.org/10.21439/conexoes.v19.3787

Palavras-chave:

Rich-Suter, Chemistry Teaching, Construction Principle, Linus Pauling Diagram

Resumo

Os diagramas de Rich-Suter compreendem um conjunto de gráficos que permitem a correta distribuição eletrônica dos elementos químicos ao considerar a não degenerescência energética dos elétrons que ocupam um mesmo orbital. Contudo, apesar de denotar uma estratégia simples de introdução de conceitos complexos da mecânica quântica, há uma considerável ausência de estudos quanto a seu uso como ferramenta pedagógica com a finalidade de obter as corretas configurações eletrônicas dos elementos químicos, principalmente do bloco d, onde o diagrama clássico de Pauli falha para certos elementos. Sendo assim, o presente estudo tem por objetivo avaliar a aplicação dos diagramas de Rich-Suter em aulas de Química Geral. A intervenção pedagógica foi avaliada a partir da aplicação de Questionários com testes para estudantes de duas turmas de um curso de Licenciatura em Química, na disciplina Química Geral I.  Inicialmente, foi aplicado o Questionário I, onde os alunos só dispunham do Diagrama de Linus Pauling, para, em seguida, responderem ao Questionário II, contendo testes conceitualmente idênticos, mas disposto em conjunto aos diagramas de Rich-Suter. A diferença de acertos quanto aos testes II, III e IV (que correspondem as “exceções” na distribuição eletrônica) entre os Questionários I e II foram mensurados pelo ganho de Hake. Observou-se que quando se disponibilizou os diagramas de Rich-Suter a porcentagem de acertos foi maior do que para os casos em que a configuração eletrônica não pode ser obtida pelo princípio da construção. Valores de ganho de Hake acima de 0,6 foram observados para os testes II, III e IV, o que reforça que a abordagem utilizando os diagramas de Rich-Suter resultaram em um alto ganho de aprendizagem, indicando que o uso dos diagramas de Rich-Suter é uma ferramenta pedagógica eficaz a ser utilizada por estudantes em disciplinas de química.

Biografia do Autor

Walysson Gomes Pereira, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Ceará, undefined

Doutorando em Química (Área de Concentração: Química Inorgânica) pela UFC, Mestre em Química (Área de Concentração: Química InorgÂnica) pela UFC. Licenciado em Química pela UECE. É professor efetivo do IFCE, atualmente lotado no campus Tabuleiro do Norte. Tem interesse em Química nas áreas de: Compostos de Coordenação, fotoquimioterapias, compostos doadores de óxido nítrico, nanomateriais inorgânicos, ensino de ciências e divulgação científica.

Francisca Mayara, Universidade Federal do Ceará

Licenciada em Química pela Universidade Federal do Ceará (UFC) (2017), com Mestrado em Química pelo Programa de Pós-Graduação em Química da UFC (2019), na área de Química Inorgânica. Atualmente, cursa o Doutorado em Química na mesma instituição, com foco em Química Inorgânica e no desenvolvimento e caracterização de complexos metálicos de rutênio (II) com potencial atividade antibactericida. Durante a graduação, participou por quatro anos do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência, contribuindo para pesquisas em Educação, bem como o desenvolvimento de ferramentas e jogos didáticos para o ensino de Química. Atualmente, integra o Laboratório de Bioinorgânica, onde desenvolve pesquisas na síntese de novos metalofármacos com ligantes polipiridínicos, além do estudo de suas propriedades fotoquímicas e potenciais aplicações em terapia fotodinâmica. Seus estudos incluem também a interação desses complexos com biomoléculas, como o DNA G-quadruplex e o DNA duplex. Possui ampla experiência em técnicas espectroscópicas e eletroquímicas aplicadas ao estudo de compostos de coordenação de rutênio, com ênfase em luminescência, química inorgânica, bioquímica e desenvolvimento de metalofármacos.

Ricardo Douglas de Sousa Bernardo, Universidade Estadual do Ceará,undefined

Professor Adjunto I da Universidade Estadual do Ceará - UECE; na Faculdade de Filosofia Dom Aureliano Matos - FAFIDAM. É Licenciado em Química pela Universidade Estadual do Ceará - UECE (2007 - 2011). Mestre em Química pela Universidade Federal do Ceará - UFC (2011-2013); Doutor em Química, com área de Concentração em Química Inorgânica pela UFC (2020-2023).Possui Experiência em síntese e Caracterização de Composto de Coordenação; Síntese e Obtenção e Caracterização de silicatos mesoporosos com aplicação em catálise heterogênea. Revisor do Periódicos Conexões- Ciência e Tecnologia do IFCE.

Referências

Bianco, A. A. G., & Meloni, R. A. (2019). O Conhecimento Escolar: Um Estudo do Tema Diagrama de Linus Pauling em Livros Didáticos de Química – 1960/1970. Química Nova Na Escola, 41, 148–155.

Blake, A. B. (1981). Exchange stabilization and the variation of ionization energy in the pn and dn series. Journal of Chemical Education, 58(5), 393–398. https://doi.org/10.1021/ed058p393

Damiani, Magda Floriana. Rochefort, Renato Siqueira. Castro, R. F. de., & Dariz, Marion Rodrigues. Pinheiro, S. S. (2013). Pesquisas Do Tipo Intervencao Pedagogica. Cadernos de Educação Faculdade de Educação -UFPel, 45(0), 57–67. https://doi.org/10.15210/CADUC.V0I45.3822

Duke, B. J. (1978). Education in Chemistry (Issue v. 15). Royal Society of Chemistry. https://books.google.com.br/books?id=RRlFAQAAIAAJ

Gatti, B. A. (2004). Estudos quantitativos em educação. Educação e Pesquisa, 30(1), 11–30. https://doi.org/10.1590/s1517-97022004000100002

Hake, R. R. (1998). Interactive-engagement versus traditional methods: A six-thousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics, 66(1), 64–74. https://doi.org/10.1119/1.18809

Hovland, A. K. (1986). Aufbau on a chessboard. Journal of Chemical Education, 63(7), 607. https://doi.org/10.1021/ed063p607

Kotz, J. C., Treichel, P. M., & Weaver, G. C. (2010). Química Geral e Reações Químicas (1st ed.). CENGAGE.

Kurushkin, M. (2015). Teaching Atomic Structure: Madelung’s and Hund’s Rules in One Chart. Journal of Chemical Education, 92(6), 1127–1129. https://doi.org/10.1021/ed5009409

Livramento, Paula Carolayne Cabral do et al.. Enem: dificuldades e abordagens no ensino de química. Anais V CONEDU... Campina Grande: Realize Editora, 2018. Disponível em: <https://editorarealize.com.br/artigo/visualizar/47225>. Acesso em: 25/04/2024 13:10

Orofino, H., MacHado, S. P., & Faria, R. B. (2013). The use of Rich and Suter diagrams to explain the electron configurations of transition elements. Quimica Nova, 36(6), 894–896. https://doi.org/10.1590/S0100-40422013000600027

Pereira, W. G., & Nascimento, T. L. do. (2020). Apresentação de metodologias alternativas para o ensino da distribuição eletrônica no Átomo. In Série Educar- Volume 7 – Metodologias e Ferramentas (pp. 105–113). Editora Poisson. https://doi.org/10.36229/978-85-7042-226-2.CAP.14

Pereira, W. G., Nascimento, R. J. M., & Nascimento, T. L. do. (2021). Uso da metodologia ativa instrução por pares assistida pelo aplicativo Plickers: Uma experiência no ensino de química. Conexões: Ciência e Tecnologia, 15, e021018. https://doi.org/10.21439/conexoes.v15i0.2078

Rich, R. L., & Suter, R. W. (1988). Periodicity and some graphical insights on the tendency toward empty, half-full, and full subshells. Journal of Chemical Education, 65(8), 702–704. https://doi.org/10.1021/ed065p702

Subramanian, N., & Oliveira, S. F. de. (1997). Algumas Considerações Sobre a Regra de Hund e a Estrutura Eletrônica de Átomos no Ensino de Química. Química Nova, 20(3), 313–318.

Yi, Pao-Fang: J. Chem. Education, 24, 567 (1947)

Downloads

Publicado

14-08-2025

Como Citar

Pereira, W. G., Alencar, F. M. S. de, & Bernardo, R. D. de S. (2025). Uso dos diagramas de rich-suter como ferramenta didática para distribuição eletrônica dos elementos químicos do bloco d da tabela periódica. Conexões - Ciência E Tecnologia, 19, e025021. https://doi.org/10.21439/conexoes.v19.3787

Edição

Seção

Seção da área multidisciplinar

Artigos Semelhantes

1 2 > >> 

Você também pode iniciar uma pesquisa avançada por similaridade para este artigo.

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)