A primeira questão tratava do cálculo da energia cinética de um elétron ejetado da superfície metálica, tendo como objetivo possibilitar ao aluno demostrar que consegue fazer relação dos valores com as fórmulas fornecidas.
Questão 01
Quando uma luz com frequência de 1,22 x 10 15 s-1 incide sobre uma superfície metálica, observa-se que elétrons são ejetados da superfície. (Dados: Ei = Eo + Ec ; h = 6,63 x 10-34 J. s-1 ; Ec = ½ mv2). Calcule a energia cinética do elétron ejetado se a função trabalho do metal é 4,34 x 10-19 J.
Expectativa de Resposta
Como temos que calcular a energia cinética, isolamos Ec e substituímos os outros valores.
Ec = Ei– E0 Ec = hvi– hv0 Ec = [(6,63x10-34Js) x (1,22x1015 s-1)] – (4,34x10-19J) Ec = (8,0886x10-19J) – (4,34x10-19J) Ec = 3,7486x10-19J Habilidade
Calcular a energia cinética do elétron ejetado a partir dos dados fornecidos, colocando cada valor corretamente na fórmula.
Desempenho dos alunos
A questão exige do aluno a compreensão do efeito fotoelétrico quanto às energias envolvidas, pois a energia cinética aqui é energia que os elétrons adquirem quando são ejetados. Então, essa questão tem o objetivo de possibilitar ao aluno demonstrar a aplicação dos conceitos abordados na aula 02 do material didático.
Quadro 06 – Desempenho dos alunos na questão 01 discursiva da primeira avaliação de Arquitetura Atômica e Molecular.
NOTAS QUANTIDADE DE ALUNOS PERCENTUAL
0,00 19 25,33% 0,01 – 0,25 00 0,0% 0,26 – 0,50 07 9,33% 0,51 – 0,75 01 1,33% 0,76 – 1,00 09 12% Respostas Brancas 39 52% Comentário
Nessa questão todas as fórmulas necessárias para sua resolução foram fornecidas, pois o objetivo é identificar se o aluno é capaz de reconhecer, ao ler o enunciado, as informações importante a serem utilizadas. Alguns erros cometidos com frequência envolvem a substituição dos valores nas fórmulas ou a troca da operação aritmética, e também se observa a dificuldade na parte matemática, ou seja, a maioria dos alunos consegue substituir os valores corretamente na fórmula, mas nas operações matemáticas acabam cometendo erros.
Também se observa que um alto número de alunos deixou a questão em branco (39 alunos – 52%); isso pode ser pelo fato de ser uma questão que envolva fórmulas químicas e compreensões matemáticas; ou pelo simples fato
de ser uma questão discursiva e exigir maior esforço mental que uma questão objetiva.
A seguir serão vistos alguns exemplos referente às dificuldades observadas.
Figura 14 - Resposta (I) de aluno à questão discursiva 01 da primeira avaliação.
Na questão acima, pode-se observar que o aluno calculou corretamente a energia de luz incidente (Ei); também fez a mudança correta da fórmula isolando Ec, ficando Ec = Ei - E0; substituiu os valores de Ei e E0 corretamente, mas trocou a operação aritmética e, por isso, chegou ao valor errado.
Figura 15 - Resposta (II) de aluno à questão discursiva 01 da primeira avaliação.
No exemplo acima, pode-se observar que o aluno isolou Ec corretamente para o cálculo da energia cinética, mas quando fez a substituição dos valores, colocou o valor da frequência errada, com um sinal negativo no exponencial. Pode-se até pensar que casos como esse é somente falta de atenção, pois o valor estava no enunciado da questão, ele não precisou fazer nenhum cálculo para encontrar.
Figura 16 - Resposta (III) de aluno à questão discursiva 01 da primeira avaliação.
Aqui, observa-se que o aluno entendeu que para fazer o cálculo da energia cinética era preciso calcular primeiro a energia de luz incidente (Ei), e o fez, mas para calcular precisava-se fazer uma pequena mudança na fórmula (Ei = E0 + Ec), onde ele precisaria isolar Ec. Ao tentar isolar Ec, o aluno confundiu e a subtração ficou ao contrário, por esse motivo, o resultado final ficou errado.
A segunda questão versava sobre o cálculo da energia de radiação, partindo do valor de comprimento de onda, e constantes fornecidos, com o objetivo, também, de fazer o aluno mostrar como fazer a relação entre os valores e as fórmulas fornecidas para encontrar o resultado final.
Questão 02
Calcule a energia de uma radiação na região do UV com comprimento de onda de 350 nm.
(1nm = 10-9 m) ( ; h = 6,63 x 10-34 J. s).
Expectativa de Resposta n = 1
c = 3x108 m.s-1
= 350x10-9m.
Substituindo os valores, temos:
E = 1 x (6,63x10-34Js) x (3x108ms-1)/(350x10-9m) E = (6,63x10-34Js) x (8,57x1014 s-1)
E = 5,68x10-19J
Habilidade
Calcular a energia de radiação a partir dos dados fornecidos, colocando cada valor corretamente na fórmula.
Conteúdo: Quantização da energia. Desempenho dos alunos
Essa questão é importante, pois objetiva fazer com que o aluno faça a aplicação dos conceitos aprendidos (energia de radiação, comprimento de onda, constantes existentes e transformações de unidades) calculando a energia da radiação, ressaltando que todas as equações necessárias para a resolução foram fornecidas na questão.
Quadro 07 – Desempenho dos alunos na questão 02 discursiva da primeira avaliação de Arquitetura Atômica e Molecular.
NOTAS QUANTIDADE DE ALUNOS PERCENTUAL
0,00 25 33,33% 0,01 – 0,25 00 0,0% 0,26 – 0,50 02 2,67% 0,51 – 0,75 00 0,0% 0,76 – 1,00 13 17,33% Respostas Brancas 35 46,67%
Comentário
Observa-se um elevado percentual de questões em branco, em torno de 46,67%, esse grande percentual pode ser pelo fato de serem questões com fórmulas químicas e compreensões matemáticas, como foi visto na questão anterior, e pode ser visto em todas as questões discursivas que utilizem cálculos. Nessa questão, assim como observado na anterior, os erros mais frequentes nas avaliações respondidas estão relacionados à substituição dos valores na fórmula e, mais uma vez, à parte matemática, pois a grande maioria dos alunos substitui os valores corretamente, mas tem dificuldade em calcular e encontrar o resultado corretamente.
Figura 17 - Resposta (I) de aluno à questão discursiva 02 da primeira avaliação.
No exemplo acima, o aluno fez as substituições corretamente na fórmula, mas errou no cálculo e, consequentemente no resultado final.
A terceira questão tratava sobre a configuração eletrônica, fazendo com que o aluno descrevesse a configuração eletrônica dos átomos de elementos solicitados, com o objetivo identificar se o aluno compreendeu quanto á descrição do átomo através dos níveis e subníveis de energia.
Questão 03
K (Z = 19) ______________________________________________ Fe (Z = 26) _____________________________________________ Br (Z = 35) _____________________________________________ Expectativa de Resposta K (Z = 19) → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 Fe (Z = 26) → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 Br (Z = 35) → 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5 Habilidade
Entender como escreve a configuração eletrônica dos átomos que compõem os elementos químicos.
Conteúdo: Distribuição dos elétrons nos níveis de energia de um átomo.
Desempenho dos alunos
Nessa questão o conhecimento da configuração eletrônica dos elementos constitui uma etapa fundamental na compreensão da estrutura dos átomos, pois eles precisam entender como os elétrons estão distribuídos em cada átomo; e o objetivo dessa questão é fazer com que o aluno demonstre tal compreensão.
Quadro 08 – Desempenho dos alunos na questão 03 discursiva da primeira avaliação de Arquitetura Atômica e Molecular.
NOTAS QUANTIDADE DE ALUNOS PERCENTUAL
0,00 15 20%
0,01 – 0,25 00 0,0%
0,26 – 0,50 22 29,3%
0,76 – 1,00 03 04%
1,01 – 1,25 00 0,0%
1,26 – 1,50 09 12%
Respostas Brancas 26 34,7%
Comentário
A maior dificuldade dos alunos nessa questão envolveu a organização dos orbitais em níveis de energia e a compreensão de como se utiliza o diagrama popularizado por Pauling para a configuração eletrônica. Nessa questão o percentual de questões em branco também foi bem alto (34,7%); isso pode ser resultado da dificuldade que os alunos têm em saber seguir o diagrama popularizado por Pauling, preferindo não tentar.
A seguir podem-se ver alguns exemplos quanto ás dificuldades observadas, para os alunos que tentaram responder as questões.
Figura 18 - Resposta (I) de aluno à questão discursiva 03 da primeira avaliação.
Para que o aluno fizesse a configuração eletrônica de forma correta, ele poderia seguir o diagrama popularizado por Pauling, que é representado em ordem crescente de energia, e em seguida ordenar a sequência da configuração eletrônica em ordem de níveis eletrônicos; mas esse aluno não seguiu nem o diagrama utilizado para se fazer a configuração eletrônica dos elementos químicos.
Figura 19 - Resposta (II) de aluno à questão discursiva 03 na primeira avaliação.
Nesse exemplo, observa-se que o aluno seguiu o diagrama corretamente, mas não ordenou a distribuição eletrônica em níveis de energia.
A quarta questão versava sobre a classificação dos elementos, com o objetivo de fazer o aluno mostrar como se pode classificar o elemento a partir da sua configuração eletrônica.
Questão 3.1
Classifique cada um dos elementos em metal representativo, metal de transição d e não metal.
K __________________________________________________ Fe__________________________________________________ Br __________________________________________________ Expectativa de Resposta K – Metal representativo Fe – Metal de transição d Br – Não metal Habilidade
Saber identificar características dos elementos á partir da configuração eletrônica.
Conteúdo: Tabela periódica dos elementos. Desempenho dos alunos
Essa questão depende da anterior, pois para que o aluno saiba classificar é importante que ele saiba escrever a configuração eletrônica dos elementos, pois assim fazendo poderão a partir dos níveis e subníveis fazer tal classificação. O objetivo fundamental dessa questão é que os alunos não apenas saibam escrever a configuração eletrônica dos elementos, mas demonstrar como ela pode ser útil sabendo interpretá-la.
Quadro 09 – Desempenho dos alunos na questão 3.1 discursiva da primeira avaliação de Arquitetura Atômica e Molecular.
NOTAS QUANTIDADE DE ALUNOS PERCENTUAL
0,00 22 29,33% 0,01 – 0,25 00 0,0% 0,26 – 0,50 22 29,33% 0,51 – 0,75 00 0,0% 0,76 – 1,00 04 5,33% 1,01 – 1,25 00 0,0% 1,26 – 1,50 15 20% Respostas Brancas 12 16% Comentário
Nessa questão, os alunos apresentaram um índice de erro considerável, pode-se pensar que isso ocorreu pelo fato de os alunos não conseguirem fazer associações da configuração eletrônica do elemento com a sua classificação, ou não saberem escrever a configuração eletrônica, pois para que a questão seja respondida corretamente, os alunos necessitam escrever a configuração eletrônica dos elementos corretamente; e, como observado na questão anterior, os mesmos sentem grande dificuldade em escrever essa configuração eletrônica, pois 34,7% dos alunos deixaram a questão em branco e
20% responderam incorretamente.
Enfim, a dificuldade em responder essa questão quanto á classificação dos elementos está diretamente ligada á dificuldade em escrever a configuração eletrônica dos elementos.