Ideias de aprendizagem ativa
Os complexos metálicos representam uma área fascinante da química onde iões de metais de transição se ligam a moléculas ou iões chamados ligandos. Este tópico introduz a estrutura de coordenação, explicando como a geometria e o tipo de ligando influenciam as propriedades e cores destes compostos. No 12.º ano, a ênfase recai sobre a versatilidade destes sistemas e a sua presença vital na biologia e na medicina.
Atividade 01
Alunos representam diferentes ligandos (H2O, NH3, CN-) e devem convencer o 'Ião Central' a aceitar os seus pares de eletrões, explicando as suas características e a força da ligação que oferecem.
Justifique por que motivo a presença de pelo menos um par de eletrões não partilhado é uma característica essencial de um ligando.
Atividade 02
Cada grupo pesquisa um complexo específico (ex: cisplatina no cancro, gadolínio em exames) e cria um póster digital explicando a sua estrutura e como interage com o corpo humano.
Analise o papel dos complexos de metais de transição em aplicações de imagem médica, como os agentes de contraste com gadolínio.
Atividade 03
Os alunos observam soluções de diferentes cores de iões de cobre ou cobalto. Em pares, tentam relacionar a mudança de cor com a troca de ligandos, partilhando as suas hipóteses sobre a energia dos fotões.
Compare a função dos complexos em sistemas biológicos (hemoglobina, clorofila) com a sua função em catalisadores industriais.
Modelos
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Algumas notas sobre lecionar esta unidade
Atenção a estes erros comuns
A ligação num complexo é igual a uma ligação iónica simples.
É uma ligação covalente coordenada (dativa), onde o ligando fornece ambos os eletrões. Modelos moleculares ajudam a visualizar a geometria específica que resulta desta partilha orientada.
Todos os metais formam complexos da mesma maneira.
Os metais de transição são os principais formadores de complexos devido às suas orbitais d. Comparar metais do bloco s com os do bloco d em discussões de grupo ajuda a clarificar esta distinção.
Metodologias usadas neste resumo
Estruturas e Propriedades dos Metais
Os alunos relacionam as propriedades dos metais (condutividade elétrica, brilho, maleabilidade, ductilidade) com a ligação metálica, interpretando-a com base nos eletrões e orbitais de valência, e distinguem sólidos metálicos de iónicos, covalentes e moleculares.
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Reciclagem de Metais e Ciclo do Cobre
Os alunos analisam como reciclar um metal por processos químicos através de uma atividade laboratorial de simulação do ciclo do cobre, e investigam, numa perspetiva interdisciplinar, a relação entre reciclagem, limitação de recursos naturais e diminuição de resíduos e consumos energéticos.
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Corrosão e Proteção dos Metais
Os alunos interpretam a corrosão dos metais como reação de oxidação-redução com o meio a atuar como agente oxidante, e analisam processos de proteção como a proteção catódica, a galvanoplastia e a anodização, identificando ligas metálicas com elevada resistência à corrosão.
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Reações de Oxidação-Redução e Série Eletroquímica
Os alunos preveem a extensão relativa de reações de oxidação-redução com base na série eletroquímica de potenciais padrão de redução, interpretam o conceito de potencial padrão de redução e o acerto de equações de oxidação-redução em meio ácido.
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Construção de Pilhas Eletroquímicas
Os alunos concebem e realizam, em grupo, um protocolo experimental para construção de uma pilha, ajustando as condições experimentais à força eletromotriz pretendida, formulando hipóteses, avaliando procedimentos e confrontando resultados com os de outros grupos.
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