Diário de um Químico Digital 3.0

Química, TICs e outras treconologias. :)

Software – Water Molecular Dynamics — 04/02/2010

Software – Water Molecular Dynamics

Acho que todo mundo sabe, ou pelo menos deveria saber, que os líquidos constituem um estado físico intermediário entre o sólido e gasoso.

Em palavras bem cruas: sólidos cristalinos são altamente organizados e, portanto, rígidos e difíceis de fundir. Gases são altamente caóticos e com moléculas muitos afastadas umas das outras, sendo muito fácil aumentar sua temperatura.

Os líquidos são mais organizados que um gás,as partículas estão mais próximas umas das outras e "sentem" a presença das moléculas da vizinhança.

No entanto, a organização é menor quando comparamos a um sólido, sem falar nas distâncias entre moléculas, que são ligeiramente maiores.

Embora tenhamos boas teorias para descrever o estado sólido e o estado gasoso, não temos teorias tão abrangentes para descrever o estado líquido.

Para um professor é meio difícil explicar o que é estado líquido sem exibir algumas ilustrações ou até mesmo animações que caracterizem o estado líquido.

Para ajudar nessa tarefa, recomendo um software bem simples, desenvolvido pelo “Center of Polymer Studies” da Boston University.

Trata-se de um pequeno programinha que simula a água, que permite alterar parâmetros de temperatura e densidade e, principalmente, auxilia na visualização de moléculas de água em movimento.

A base física do programa reside na Dinâmica Molecular, que trata as moléculas como esferas macias unidas entre si por potenciais harmônicos (sabem aquelas molas que se estudava em Física, pois é, esses são os potenciais harmônicos).

As moléculas são postas em movimento usando-se equações de movimento de Newton, e qualquer computador caseiro consegue rodar uma simulação pequena como a do software em questão.

Clique nesse link, baixe o programinha Water Molecular Dynamics v1.1 , instale e comece a divertir-se com a água. O legal é que o seu computador não vai ficar molhado, a água é virtual. 🙂

Mapas conceituais — 01/02/2010

Mapas conceituais

A dica de hoje é, ao mesmo tempo, acerca de um site e de um conceito muito usado na área de educação e de informática:

Vou falar bem rapidamente sobre os mapas conceituais, ou como eles são mais conhecidos, mapas mentais.

Basicamente, os mapas conceituais são uma tentativa de expressar a maneira como o cérebro humano relaciona ideias, fatos, conhecimentos, etc.

No ensino de ciências, por exemplo, esses mapas são usados para traçar estratégias de ensino de um determinado conteúdo, mapeando-se os conteúdos e relacionando-os de forma estruturada.

Também podem ser usados para avaliar a compreensão dos estudantes acerca de um determinado conteúdo, solicitando-se que eles montem seus próprios mapas ao final do período em que se passou estudando aquele assunto.

Pode-se utilizar os mapas conceituais com o intuito de avaliar e quantificar o aprendizado.

Na área da informática, principalmente entre o pessoal que trabalha com programação, os mapas mentais são usados para relacionar partes de um programa entre si, de forma a elaborar estratégias que permitam chegar ao software final de forma eficiente.

Quem já fez algum curso de programação (FORTRAN77 o/, tá valendo) provavelmente usou algo parecido, chamado pelos professores de fluxograma. Um fluxograma não é exatamente um mapa mental, mas aproxima-se bastante de um.

Na área de publicidade, os mapas mentais podem ser usados como auxiliares do brainstorming, a fim de criar novas peças publicitárias, etc. (Não sou publicitário, então não vou ficar falando muito sobre o que eu não sei.)

E para deixar de enrolação, deixo com vocês a dica de um site que permite fazer um mapa conceitual (ou mental) sem a necessidade de instalação de nenhum software.

Acessem o site bubbl.us e comecem imediatamente a fazer o seu mapa mental.

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É grátis, é rápido, você pode fazer um rápido cadastro e compartilhar seu mapa com colegas de trabalho/escola, pode salvar o mapa como figura e ainda pode enviá-lo por e-mail.

Esse post do Meio Bit fala um pouco mais sobre os mapas conceituais e dá algumas dicas valiosas de softwares para quem deseja se se aprofundar nessa técnica.

P.S.: Eu nem quis entrar em detalhes didático-pedagógicos sobre os mapas conceituais porque isso sairia do escopo desse blog. Aqui eu pretendo escrever as coisas de modo bem informal.

Softwares: Virtual Lab — 27/01/2010

Softwares: Virtual Lab

Que tal fazer os mais mirabolantes experimentos de Química sem gastar um grama ou um mililitro de reagentes?

Essa é a proposta do Virtual Lab, um projeto financiado pelo “National Science Foundation” americano.

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O Virtual Lab pode ser usado online, nesse link, podendo ser baixado e instalado no seu computador através desse link.

O programa já foi até traduzido para o português e conta com um manual completo de utilização na nossa língua.

http://ir.chem.cmu.edu/pdf/UserGuide_br.pdf

Demonstração passo-a-passo: http://ir.chem.cmu.edu/pdf/walkthrough_br.pdf

Guia para professores: http://ir.chem.cmu.edu/pdf/GettingStarted_br.pdf

Fica a dica, divirtam-se fazendo experimentos virtuais.

Softwares – Symyx Draw — 23/01/2010

Softwares – Symyx Draw

Lembram do post no qual dou a dica de como desenhar moléculas sem o auxílio de um software?

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Pois é, hoje vou dar a dica de um software gratuito que faz a mesma coisa, de forma mais eficiente, com muito maior qualidade e que não é tão difícil de usar.

Trata-se do Symyx Draw, o sucessor do antigo Isis Draw. Para uso pessoal e acadêmico ele é totalmente gratuito. Tudo o que você precisa fazer é um rápido cadastro no site dos caras. (veja a figurinha abaixo)

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Benefícios do Symyx Draw:

  • Possibilidade de converter nome-para-estrutura e estrutura-para-nome segundo regras IUPAC, SMILES E InChi;
  • Gráficos com excelente qualidade;
  • Possibilidade de instalar extensões (add-ins) grátis;
  • Ferramente pau-pra-toda-obra para desenho rápido de moléculas;
  • Grande quantidade de templates para as estruturas químicas mais comuns;
  • Permite uso de arquivos com formatos pouco suportados por outros softwares do mercado;
  • Interface mais simples e que permite desenhar mais rapidamente.

E “comofas” para ter essa maravilha da tecnologia?

Simples, siga os passos abaixo descritos:

  1. Registre-se
  2. Faça o login na sua recém-criada conta
  3. http://www.symyx.com/downloads/downloadable/index.jsp

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Na página de download, selecione Symyx Draw 3.2 SP2 no-fee.

Depois, é só instalar e sair usando.

Mais adiante vou publicar um tutorial em português de como usar esse software, por enquanto eu vou deixar apenas o link para uma animação em inglês que ensina a usar o bicho.

Tutorial aqui.

No link abaixo, um pequeno manual em inglês explica os menus e dá alguns exemplos de uso.

Manual aqui.

Espero que vocês experimentem esse software, eu o conheci há pouco tempo e achei bem interessante, e é uma ótima alternativa ao ChemSketch e ChemDraw (esse último é pago).

Softwares – Avogadro — 22/01/2010

Softwares – Avogadro

Vou começar, aos poucos, a indicar softwares para uso em pesquisas na área de Química ou até mesmo para uso em sala de aula, com finalidades didáticas.

O programinha que eu quero apresentar a vocês hoje é o Avogadro.

E o que ele faz?

Com ele, você pode construir estruturas moleculares em 3 dimensões, alternar entre diversos modos de renderização e até mesmo rodar uma pequena simulação de mecânica molecular a fim de otimizar a geometria da molécula.

O programa pode ser usado como um gerador de input para os principais programas de cálculo ab initio (GAUSSIAN, GAMESS, etc). Só não vá esperando que ele substitua interfaces mais antigas como o GassView, o programa ainda está em fase inicial de desenvolvimento e é Open Source.

Ele tem uma vantagem bem grande em relação a outros programas similares, é multi-plataforma. Isso significa que você pode instalar no Linux, no Mac, no PC, etc.

Acesse a página oficial e baixe já sua cópia.

http://avogadro.openmolecules.net/wiki/Main_Page

Extensão para o Firefox ajuda a baixar vídeos do Youtube — 19/01/2010

Extensão para o Firefox ajuda a baixar vídeos do Youtube

Às vezes, em algumas disciplinas de Química da universidade, eu gosto de solicitar aos alunos que procurem vídeos sobre experimentos no Youtube que sejam relacionados ao assunto que estamos estudando.

A ideia é que eles fiquem familiarizados com essas ferramentas digitais que estão disponíveis na rede.

Um problema pelo qual muitos estudantes passam é não saber como guardar os vídeos encontrados para exibir em qualquer lugar, inclusive na escola onde eles futuramente farão estágio.

Bom, como eu não costumo ter esse problema,vou compartilhar um dos truques que utilizo para resolver esse pequeno problema.

Quem usa o Firefox pode se beneficiar das utilíssimas extensões, em particular da https://addons.mozilla.org/pt-BR/firefox/addon/10137 (Youtube Video Downloader).

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Clique no botão “Add to Firefox” , aceite os termos de instalação, reinicie onavegador e divirta-se.

Aqui abaixo, uma amostra de como fazer o download do vídeo:

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Até a próxima dica.

Sites para aprendizagem de assuntos variados – parte 4 — 14/01/2010

Sites para aprendizagem de assuntos variados – parte 4

E a dica de hoje é o site “How Stuff Works” ou, em bom Português, “Como as coisas funcionam”.

Esse site é bem conhecido nos USA, seu país de origem. Aqui em terras tupiniquins, por iniciativa do UOL, os artigos do HSW foram traduzidos para nossa lingua, o que e fantastico para quem precisa fazer um trabalho escolar ou ate mesmo para a faculdade.

Se voce acessar o link http://www.hsw.uol.com.br vai encontrar tanta coisa legal que nem vai saber por onde comecar.

Vou dar uma força, o HSW tem uma aba lateral contendo as diversas categorias de artigos disponibilizadas por eles.
Vamos escolher,a título de exemplo, a categoria Ciências > Ciências Naturais (ver figura abaixo).

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Aproveitei a ocasião e escolhi um artigo bem legal para vocês, trata-se do artigo 10 Experimentos Científicos que mudaram o mundo.

Ah, não gostou do artigo que eu sugeri? Vamos tentar uma coisa mais animante?

Hmmmm, vejamos….. Que tal ler sobre como funcionava a producao de bebidas ilegais nos Estados Unidos da década de 20? (hehehehe)
 
Então clique aqui.

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Divirtam-se com a dica e, lembrem-se, não vale copiar e colar os artigos sem citar a fonte.

Abracos digitais.

Sites para aprendizagem de assuntos variados – parte 3 — 11/01/2010

Sites para aprendizagem de assuntos variados – parte 3

Pontociencia

Quem ainda está em busca de um bom site para pesquisa de experimentos de ciências em língua portuguesa pode encontrar um bom candidato no site pontociencia.

O site conta com uma vasta biblioteca de experimentos de Biologia, Física e Química, totalizando 353 experimentos.

Você pode enviar os seus experimentos fotografados ou filmados e eles se encarregam de publicá-los para os demais usuários do site.

É possível fazer um cadastro para usar o fórum deles e interagir com outros interessados em ciências.

Segundo os autores do site:

“O pontociência é um projeto desenvolvido por alunos e professores da Universidade Federal de Minas Gerais. Além dos bolsistas do projeto, os participantes da comunidade contribuem com a construção do conteúdo do portal.”

Espero que vocês gostem da dica, eu mesmo já achei coisas bem interessantes por lá e usei em um projeto de trabalho de conclusão de uma aluna que orientei.

Princípios de Química – Parte I (Estrutura atômica da matéria) — 07/01/2010

Princípios de Química – Parte I (Estrutura atômica da matéria)

Pois é pessoal, seguindo uma sugestão do meu amigo Luiz Felipe, vou iniciar uma série de posts bem light sobre como aprender alguns rudimentos de Química usando recursos digitais.

Em outras palavras, vou começar a escrever sobre como aprender Química usando sites de internet, e olha que tem material disponível nessa rede.

Eu acho que não dá para aprender essa ciência sem entender um mínimo sobre estrutura eletrônica da matéria. Eu recomendo começar estudando os seguintes tópicos:

1.Estrutura atômica (modelos de Thomson, Dalton, Rutherford-Bohr)
2.Camadas eletrônicas (K, L, M, N, O, P e Q)
3.Distribuição eletrônica de Linus Pauling (sub-níveis s, p, d e f)
4.Classificação periódica dos elementos (a tabela periódica de Mendeleyev)
5.A partir daí podemos seguir vários caminhos, todos interessantes.

Vamos começar pelo início (sim, eu sei que é um pleonasmo). A estrutura eletrônica da matéria é uma coisa relativamente nova na Química, pois até o final do século XIX não se sabia o que fazia com que os átomos se mantivessem unidos nas moléculas. Aliás, havia até uma confusão sobre o que era átomo e o que era molécula.

Para facilitar a conversa, átomo é a menor unidade estrutural química (calma meus colegas físicos, eu sei que tem coisa ainda menor) da matéria, molécula é uma combinação de átomos (um único átomo pode ser considerado uma molécula também).

John Dalton foi o cara responsável por reviver a ideia grega dos atomoi (partículas indivisíveis), lançada pelos filósofos Leucipo de Mileto (450 a.C.) e Demócrito de Abdera (400 a.C.). Dalton, para quem não sabe, era um praticante da antiga arte da Alquimia (ou al-Khemea, para os árabes) e foi influenciado fortemente pela filosofia inerente à essa arte.

Na Alquimia, todas as coisas seriam formadas por combinações em diferentes proporções de água, ar, fogo e terra. Seria possível, através de operações físicas, extrair os princípios alquímicos da matéria, separá-los e recombiná-los para formar novas substâncias, elixires, tinturas, ceras e até mesmo a pedra filosofal (Harry Potter feelings).

Dalton supôs que devia haver mais do que apenas quatro elementos e isolou em seu laboratório diversas substâncias por meio de processos (al)químicos. Por exemplo, ele separou a água em hidrogênio e oxigênio e deduziu que a fórmula da água seria HO (uma massa de hidrogênio reagia com uma massa de oxigênio e formava água). Ele ainda não sabia que a molécula de hidrogênio era formada por dois átomos de hidrogênio e nem mesmo que o oxigênio era formado por dois átomos do elemento em questão.

Dalton criou diversos princípios que são usados até hoje (lei das pressões parciais, por exemplo), ele não é só o pai da primeira teoria atômica moderna. O interessante é que ele deduziu corretamente algumas coisas:

1. Que as moléculas eram formadas por átomos
2. Que os átomos de uma molécula podiam ser extraídos e recombinados
3. Que átomos de elementos diferentes tinham que ter pesos (ou massas) diferentes
4. Ele chegou até mesmo a tentar uma representação moderna para os elementos químicos, mas nisso ele se deu mal (Berzelius que o diga).

O sucesso de Dalton encorajou outros cientistas a melhorar o modelo atômico.

No próximo post da série, vou explicar um pouco mais sobre os desenvolvimentos que culminaram no modelo atômico de Rutherford-Bohr.

Por enquanto, divirtam-se com o essa aula virtual que eu achei no google, tem animações interativas e bastante explicações teóricas que eu deixei propositalmente de lado nesse post.

Ah, não fiquem apavorados com a parte matemática que tem nesse link. 🙂

Um dia na vida do oxigênio — 05/01/2010

Um dia na vida do oxigênio

Esse post é um autoplágio, ou seja, estou copiando do meu outro http://quimicaunifra.blogspot.com/2009/12/um-dia-na-vida-do-oxigenio.html“, simplesmente porque eu achei o vídeo sensacional.

Trata-se da história de um bonequinho que representa o oxigênio, ele tem seis elétrons orbitando ao redor da cebecinha dele. No decorrer da história ele tenta fazer amizade com o Hélio (2 elétrons rodando em torno da cabeça), com o Ferro e com o Bário.

Infelizmente ele não tem sucesso. Com o Hélio ele não consegue nada porque os dois se repelem, com o ferro nada porque o ferro vira pó de ferrugem quando encosta no oxigênio, com o Bário muito menos porque o bário vira fogo de artifício verde quando chega perto do amigo oxigênio.

A história e engraçada e seria genial se parasse por aqui. Mas o toque de gênio do autor do vídeo foi colocar um átomo de hidrogênio “fêmea” querendo fazer amizade com o oxigênio. Quando parece que as coisas estão dando certo, surge outro “átomo” de hidrogênio fêmea querendo participar da brincadeira.

A amizade colorida dos três vai por “água abaixo”, visto que quando eles se juntam um monte de água se forma.

<Lembrete do Dr. Chatoff>
Só não esqueçam uma coisa, o oxigênio tem configuração eletrônica na camada de valência igual a 2s22p4 (6 elétrons de valência, pareados, de dois em dois, em duplinhas). Estão entendendo onde eu quero chegar? O oxigênio do vídeo tem dois grupos de três elétrons, o que seria fisicamente e quimicamente incorreto.
<Fim do lembrete do Dr. Chatoff>

Desejo que vocês se divirtam com o vídeo, independente de gostar ou não de Química.

 

 

Oxygen from Christopher Hendryx on Vimeo.