Orbital Atômico: Conceitos, Ontologia e Ensino

Abstract

Os conceitos de orbital atômico são fundamentais para a compreensão e a explicação de grande parte da Química, posto que fornecem as bases para a explicação da estrutura molecular. No entanto, sugere-se que a formação dos químicos não contribui significativamente para a aprendizagem de tais conceitos e alega-se que a concepção química de orbital está impregnada de um realismo acrítico. O propósito desse trabalho é argumentar em favor de um ensino superior de Química que considere dois conceitos de orbital atômico no âmbito de uma concepção alargada de realidade. Para tanto, examinaremos a elaboração dos conceitos de orbital como: (a) função de onda monoeletrônica obtida como solução da equação de Schrödinger para um átomo e (b) região do espaço na qual a probabilidade de encontrar o elétron é alta, por meio da análise da literatura química pertinente, expondo os problemas e raciocínios que levaram à elaboração de cada conceito. Também discutiremos a controvérsia acerca da realidade dos orbitais, nos posicionando em favor de um realismo pluralista admite a coexistência de várias realidades independentes condizentes com diversos pontos de vista teóricos. Concluímos pela necessidade do ensino superior de Química tratar os orbitais tanto como funções de onda, quanto como regiões do espaço, cuja existência pode ser concebida de diversos modos, de acordo com o ponto de vista adotado.

The Electronic Structure of the Atom: (Mis)Interpretations of Quantum Concepts by Brazilian University Chemistry Students

“…42.7% of the students understand the orbital as a spatial region in the atom where the probability of finding one or two electrons is greater. Of these students, 62.5% did not employ terms such as electron density or probability, in agreement with the results reported by Lima and Silva, 16 for example, "space where the electron can be found". In contrast, 17.3% of the 75 participants imagine the orbital as a physical place (like a box) in which the electron is located, in a classical way, for example: "place where the electrons are located".…”

Ensino do conceito de orbital atômico: algumas reflexões

“…Dentre os conceitos ensinados na química, o conceito de orbital atômico é um dos mais importantes, pois ajuda a compreender as teorias quânticas da ligação química (LIMA; SILVA, 2016). O primeiro contato dos estudantes com esse conceito ocorre na maioria das vezes no ensino médio, porém ele é estudado com maior intensidade e complexidade no ensino superior de química e áreas correlatas.…”