DEVR YEN N TANIMI

A primeira questão da prova versava sobre a evolução dos modelos atômicos, explorando conceitos básicos como a energia de fótons e sua transferência para os elétrons, efeito fotoelétrico, a transmissão de energia de forma descontínua (quantizada), e os postulados de Bohr.

Questão 01

Sobre a evolução dos modelos atômicos, leia os itens a seguir:

I – A energia luminosa ao colidir com a superfície de um metal transfere toda sua energia para os elétrons da sua superfície.

II – Planck admitiu a transmissão de energia entre os corpos através da troca de quanta de energia entre eles.

III – Para Bohr o elétron só pode ocupar certos estados estacionários no átomo e em cada um destes estados a energia é fixa e definida.

IV – A energia necessária para ejetar um elétron da superfície metálica é conhecida como energia cinética.

Podemos afirmar que estão corretos: a) Apenas os itens III e IV.

b) Apenas I, II e III. c) Nenhuma.

d) Todas as alternativas.

Expectativa de resposta: Letra B. Habilidade

Reconhecer características relacionadas ao átomo, quanto à transmissão de energia e às ideias do átomo de Bohr.

Resultado

Figura 08 – Desempenho dos alunos na questão 01, objetiva, da primeira avaliação de Arquitetura Atômica e Molecular.

Respostas na opção A (26 alunos ► 34,7%) Respostas na opção B (opção correta) - (26 alunos ► 34,7%) Respostas na opção C (04 alunos ► 5,3%) Respostas na opção D (19 alunos ► 25,3%) Respostas duplas ou brancas (0 alunos ► 0,0%) Comentário

Segundo a quantidade de acertos e erros, essa questão pode ser considerada como tendo grau alto de dificuldade, indicado pelo índice de acertos de 34,7%.

Os itens A e B tiveram cada um o percentual de acerto de 34,7%, para o item A, apenas a afirmação III era verdadeira (acerto de 69,4%), indicando que o conceito do modelo atômico de Bohr com órbitas quantizadas está presente na maioria dos alunos, entretanto ocorre uma confusão de conceitos sobre energia, tendo em vista que os alunos indicaram a afirmação IV como verdadeira.

Os alunos que marcaram os itens C e D, um percentual de 30,6%, demostram que não possuem qualquer compreensão sobre o modelo atômico de Bohr e os conceitos de energia envolvidos na questão. O material didático distribuído aos alunos contém um capítulo dedicado somente sobre esse tema, com exercícios resolvidos e atividades de auto-avaliação.

A segunda questão tratava do efeito fotoelétrico no que diz respeito à radiação necessária para remover elétrons da placa metálica, com o objetivo de fazer o aluno entender que os elétrons são ejetados da placa metálica quando a energia de radiação incidente (UV) é maior que a função trabalho do metal (energia necessária para ejetar o elétron da superfície metálica), pois assim o fóton tem energia suficiente para remover o elétron da placa metálica.

 Questão 02

Estudando o efeito fotoelétrico um estudante universitário percebeu que não conseguia fazer com que elétrons fossem arrancados da superfície de uma placa metálica quando ele incidia uma radiação infravermelha (IV) sobre a mesma, não importando qual a intensidade dessa radiação e por outro lado conseguia ejetar elétrons da mesma placa incidindo radiação ultravioleta (UV), mesmo com intensidades muito baixas. Das alternativas a seguir qual explica corretamente o resultado obtido pelo estudante?

a) O número de fótons da UV não foi suficiente para arrancar o elétron da placa metálica.

b) A radiação UV possui energia maior que o valor da função trabalho do metal, logo esta radiação é capaz de arrancar elétrons da placa metálica. c) A radiação IV possui energia maior que o valor da função trabalho do

metal, logo essa radiação não é capaz de arrancar elétrons da placa metálica.

d) O número de fótons da IV não foi suficiente para arrancar o elétron da placa metálica.

Expectativa de resposta: Letra B Habilidade

Compreender como ocorre a transferência de energia dos fótons para os elétrons e em que situação os elétrons são ejetados da placa metálica ,ou seja, entender como ocorre o efeito fotoelétrico.

Conteúdo: Efeito fotoelétrico. Resultado

Figura 09 - Desempenho dos alunos na questão 02, objetiva, da primeira avaliação de Arquitetura Atômica e Molecular.

Respostas na opção A (01 aluno ► 1,33%) Respostas na opção B (opção correta) - (39 alunos ► 52%) Respostas na opção C (19 alunos ► 25,33%) Respostas na opção D (15 alunos ► 20%) Respostas duplas ou brancas (01 aluno ► 1,33%) Comentário

Essa questão pode ser considerada como tendo grau médio de dificuldade, indicado pelo índice de acertos de 52%.

Para identificar a alternativa correta (B), o aluno precisa compreender que a energia incidente para ejetar os elétrons da placa metálica deveria ser maior que a função trabalho do metal, e em baixas frequências não conseguem arrancar elétrons mesmo com grande intensidade, que é o caso da radiação infravermelha (IV).

Nessa questão observaram-se algumas marcações duplas e/ou questões em branco (1,33%), indicando que um número pequeno de alunos ficou em dúvida entre dois itens ou não sabia responder a questão. Outra informação importante é que para a maioria dos alunos ficou bem claro que o item A estava

errado uma vez que o percentual de marcação foi de 1,33%. O item C foi o segundo em percentual de marcação, ele relaciona as radiações eletromagnéticas com a função trabalho do metal, indicando que não existe uma clareza muito grande desse conceito.

Os alunos que erraram (48%) não reconheceram que não é só a intensidade da radiação que influencia na ejeção dos elétrons da placa metálica, mas também a frequência, pois a frequência é determinante da ejeção e a intensidade define a quantidade de elétrons ejetados se a frequência for maior que a função trabalho.

A terceira questão versava sobre a relação entre a radiação eletromagnética, o comprimento de onda e a frequência, e a diferença entre órbita e orbital, com o objetivo de avaliar a compreensão do aluno sobre as radiações eletromagnéticas que são classificadas de acordo com o comprimento de onda; a frequência e o comprimento de onda que são inversamente proporcionais, e que os termos órbita e orbital são bem diferentes, pois um trata da trajetória específica para o elétron e o outro da região de probabilidade de encontrar o elétron.

 Questão 03

Classifique cada uma das seguintes afirmativas como falsas ou verdadeiras.

a) A luz visível é uma forma de radiação eletromagnética ( )

b) A frequência de radiação aumenta à medida que o comprimento de onda aumenta ( )

c) Planck propôs que a energia de um fóton é proporcional a frequência da radiação ( )

d) Tanto a palavra órbita quanto orbital designa a trajetória do elétron, em órbita circular, ao redor do núcleo.

Expectativa de Resposta a) Verdadeiro b) Falso c) Verdadeiro d) Falso Habilidades

- Compreender a relação entre a frequência de radiação e o comprimento de onda;

- Entender a diferença entre os termos órbita e orbital.

Conteúdo: Quantização de energia. Desempenho dos alunos

Essa questão traz aspectos importantes como o aluno ser capaz de identificar a energia luminosa como um tipo de radiação eletromagnética e os conceitos de quantização da energia radiante (emissão e absorção de energia) utilizada na explicação do modelo atômico de Bohr; ela tem o objetivo demonstrar se o aluno possui a compreensão dos tipos de radiações, a relação entre comprimento de onda e frequência, e a diferença entre os conceitos de órbita e orbital que surgiram durante a evolução da teoria atômica.

Quadro 04 – Desempenho dos alunos na questão 03 para completar da primeira avaliação de Arquitetura Atômica e Molecular.

ALTERNATIVA PERCENTUAL DE ACERTOS RESPOSTAS BRANCAS A 59 alunos (78,67%) (Verdadeiro) 01 aluno (1,33%)

B 40 alunos (53,33%) (Falso) 01 aluno (1,33%) C 48 alunos (64%) (Verdadeiro) 02 alunos (2,67%) D 46 alunos (61,33%) (Falso) 01 aluno (1,33%) Comentário

Essa questão, de forma geral, foi compreendida pelos alunos, pois em todas as alternativas houve mais de 50% de acerto.

A alternativa A pode ser considerada como tendo grau baixo de dificuldade, indicado pelo índice de acertos de 78,67%.

A alternativa B apresentou grau médio de dificuldade, observado a partir do índice de acertos de 53,33%. Os alunos tiveram mais dificuldade nessa alternativa, para entender a relação entre a frequência de radiação e o comprimento de onda, pois muitos consideraram como verdadeira a afirmação que diz que a frequência de radiação aumenta à medida que o comprimento de onda aumenta, e, através da fórmula (v = c / λ) pode ser visto que, na realidade, a frequência de radiação e o comprimento de onda são inversamente proporcionais, ou seja, a frequência de radiação diminui à medida que o comprimento de onda aumenta.

A alternativa C e D apresentaram grau médio de dificuldade, indicado pelo índice de acertos de 64% e 61,33%, respectivamente.

A quarta questão tratava da emissão e absorção de radiação pela transição eletrônica, e o cálculo da energia de transição do elétron no átomo de hidrogênio, com o objetivo de fazer o aluno mostrar o cálculo da energia de transição eletrônica e que os elétrons absorvem energia quando passam de um nível menor para uma maior, e emitem energia ao passarem de um nível mais externo para um menos externo.

 Questão 04

Considere somente os seguintes níveis de energia do átomo de hidrogênio.

n = 4 n = 3 n = 2 n = 1

a) Os fótons de maior energia são emitidos na transição do nível com n = ___ para o nível com n = ___.

b) Os fótons de maior comprimento de onda são emitidos na transição do nível com n = ___ para o nível com n = ___.

c) Os fótons de maior energia são absorvidos na transição do nível com n = ___ para o nível com n = ___.

d) A energia calculada na transição do elétron do átomo de hidrogênio, no nível n = 3 para o nível n = 1 é _______________.

e) A transição do elétron do átomo de hidrogênio, do nível n = 3 para o nível n = 1 ocorre com absorção ou emissão de energia? Resposta __________.

Observação, dados para resolver o item (d):

1

1

A

_{2 2} final



















inicial

n

n

A = 2,18 x 10-18 J/átomo Expectativa de Resposta a) n = 4 e n = 1. b) n = 4 e n = 1. c) n = 1 e n = 4. d) ∆E = - 2,18 x 10-18 _{J/átomo (1/1}2_{– 1/3}2₎ ∆E = - 2,18 x 10-18 _{J/átomo (1/1 – 1/9)} ∆E = - 2,18 x 10-18 _{J/átomo (0,8888)}

∆E = - 1,937 x 10-18 _J/átomo. e) Emissão.

Habilidades

- Reconhecer o que acontece com a transição de elétrons entre os níveis;

- Calcular a energia de transição do elétron do átomo de hidrogênio.

Conteúdo: O modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio. Desempenho dos alunos

Essa questão complementa a questão anterior, pois para entender a emissão e absorção de energia na transição entre níveis, o aluno precisa entender a quantização de energia proposta por Planck que foi a base para o modelo atômico de Bohr. O objetivo é fazer o aluno demonstrar o que entendeu quanto às transições de níveis.

Quadro 05 – Desempenho dos alunos na questão 04 para completar da avaliação I de Arquitetura Atômica e Molecular.

NOTAS QUANTIDADE DE ALUNOS PERCENTUAL

0,00 10 13,33% 0,01 – 0,25 12 16% 0,26 – 0,50 15 20% 0,51 – 0,75 13 17,33% 0,76 – 1,00 06 8% 1,01 – 1,25 05 6,7% 1,26 – 1,50 04 5,33% 1,51 – 1,75 04 5,33% 1,76 – 2,00 00 0,0% Respostas Brancas 06 8%

Comentário

Nessa questão as maiores dificuldades foram com relação ao cálculo da energia do elétron do átomo de hidrogênio na transição do nível n = 3 para o nível n = 1. Os alunos não conseguiam substituir os valores na fórmula fornecida na questão. A seguir alguns exemplos são apresentados.

Figura 10 - Resposta (I) de aluno à questão 04 letra d, para completar, da primeira avaliação.

Na figura acima, pode-se observar que o aluno não colocou o sinal negativo no início da fórmula, e consequentemente, o resultado ficou com o sinal contrário.

Figura 11 - Resposta (II) de aluno à questão 04 letra d, para completar, da primeira avaliação.

Nesse segundo exemplo, o aluno substituiu os valores trocados dos níveis final e inicial, resultando no valor da energia errado.

Figura 12 - Resposta (III) de aluno à questão 04 letra d, para completar, da primeira avaliação.

Nesse exemplo, o aluno considerou o nível final como sendo n = 4 e o inicial n = 1, não substituiu os valores de acordo com o enunciado na letra d da questão. Além disso, pode ser visto que o aluno, ao tentar continuar calculando, deixou de colocar o sinal negativo no início da fórmula e no valor exponencial; e não conseguiu terminar de calcular, deixando a questão pela metade, e errada.

Figura 13 - Resposta (IV) de aluno à questão 04 letra d, para completar, da primeira avaliação.

Mais uma vez, pode-se observar que o aluno trocou o sinal na segunda parte da equação e, consequentemente o resultado ficou com sinal trocado. Percebe-se que, além da dificuldade química em substituir os valores

corretamente na fórmula, alguns alunos também apresentam muita dificuldade na matemática, resultando em dificuldade na química, pois a matemática é ferramenta de apoio à química.

Belgede Türk İslam edebiyatında "ilahiler, nefesler ve devriyeler" (sayfa 79-84)