Proposta de aula sobre a natureza elétrica da matéria

Professor, esta é uma proposta de aula sobre a natureza elétrica da matéria, um conteúdo que, em Química, geralmente é estudado quando se fala sobre a evolução do modelo atômico.

Primeiramente, é preciso explicar aos alunos que o primeiro modelo atômico moderno foi o de Dalton. Em 1803, esse estudioso propôs que o átomo era uma esfera densa, maciça e indivisível. Porém, a hipótese de Dalton não explicava as observações feitas desde a mais remota antiguidade em torno da natureza elétrica da matéria.

Dalton idealizava o átomo como uma partícula totalmente neutra. Assim, surgiram alguns questionamentos, que você pode, inclusive, fazer aos alunos. Veja um exemplo: Se o átomo é formado por apenas uma partícula neutra, como explicar a condutividade elétrica que alguns materiais adquirem? Ao atritar alguns materiais, por exemplo, eles ficam eletrizados. Na antiguidade, isso era feito com o âmbar, uma resina fossilizada que, ao ser atritada com tecidos, como seda e lã, adquiria carga elétrica e conseguia atrair objetos leves.

Portanto, o entendimento de que o átomo possui carga elétrica foi parte importante na construção do modelo atômico de Thomson, que substituiu o modelo atômico de Dalton. Por isso, ao longo do século XIX, vários cientistas começaram a investigar fenômenos relacionados com a eletricidade e a emissão de luz pela matéria em determinadas condições (um exemplo pode ser visto no texto Experimento de Thomson com descargas elétricas).

Mas antes de mostrar como ocorreram esses experimentos e qual é o modelo atômico de Thomson, o professor pode realizar alguns experimentos com os alunos que servirão como evidência para comprovar a natureza elétrica da matéria. Essas experiências são bastante simples, porém, muito interessantes, tratando-se todas de eletrizações por atrito.

Visto que a eletrização é um conteúdo visto também em Física, o professor dessa área pode também aproveitar esta aula experimental em sua prática, ou, melhor ainda, os professores de Física e Química podem dar uma aula interdisciplinar sobre a natureza elétrica da matéria.

A turma pode ser dividida em grupos de três ou quatro alunos. Antecipadamente, peça que cada grupo leve para a aula os seguintes materiais:

* régua plástica;

* caneta esferográfica;

* tesoura;

* papel (de caderno);

* papel toalha;

* canudo usado para beber líquidos (do fino);

* linha de costura;

* pente de cabelo (de plástico);

* balão de borracha;

* cachecol ou qualquer roupa de lã;

O professor deve providenciar também um bastão de vidro e um suporte universal com garras. Se não conseguir o suporte universal, pode fazer um através de um copo de plástico e dois canudos grossos, como será explicado na última experiência proposta aqui.

1ª Experiência: Papel, tesoura, papel toalha e régua (ou caneta):

1- Corte a folha de papel em pedacinhos bem pequenos;

2- Aproxime a régua e os papéis sem tocá-los e observe o que acontece;

3- Atrite a régua com o papel toalha (somente em uma direção);

4- Aproxime novamente a régua dos pedacinhos de papel e registre o que acontece dessa vez;

2ª Experiência: Pente e pedaços de papel:

1- Aproxime o pente dos papéis picados e observe o que acontece;

2- Passe o pente em um cabelo limpo;

3- Aproxime novamente o pente dos pedacinhos de papel e registre o que acontece dessa vez.

3ª Experiência: Cachecol de lã e balão:

1- Encha o balão e amarre;

2- Atrite o balão com o cachecol de lã (sempre em um único sentido, e não com movimentos de vai e volta);

3- Aproxime o balão do cabelo, do rosto e da parede. Veja o que acontece.

4ª Experiência: Bastão de vidro, suporte universal com garras, linha, canudo e papel toalha:

1- Amarre o canudo no suporte universal. Se não possui-lo, faça o seguinte: fure um copo de plástico e coloque um canudo mais firme. Monte a haste com um canudo em pé (na vertical) e um canudo na forma horizontal, conforme a figura a seguir:

2- Atrite o canudo pendurado com o papel toalha;

3- Atrite o bastão de vidro com outro papel toalha;

4- Aproxime o lado atritado do bastão de vidro ao lado atritado do canudo e observe o que acontece;

5- Faça o mesmo com o bastão de vidro, mas agora usando o pente no lugar do bastão.

Depois de terminar os experimentos apresentados, discuta a respeito dos fenômenos observados. É fundamental que eles cheguem à conclusão de que os papeis picados, o cabelo e o canudo foram atraídos pelos objetos atritados porque os materiais são constituídos por cargas elétricas.

Ao atritar objetos diferentes que inicialmente eram neutros (como o pente e o cabelo seco, a régua e o papel, ou, ainda, o balão e o cachecol de lã), há uma transferência de cargas elétricas (que sabemos hoje que são os elétrons, partículas de carga negativa) de um para o outro. Assim, o que recebe os elétrons fica carregado negativamente, e o que perde os elétrons fica com mais cargas positivas, ou seja, fica carregado positivamente.

Por isso, os objetos eletrizados passam a repelir ou atrair objetos leves. Essa é uma evidência incontestável da existência de cargas elétricas na matéria.

Com base nisso, peça que os alunos proponham um modelo atômico diferente do de Dalton que explique os fenômenos que eles acabaram de observar, ou seja, o modelo proposto por eles deve explicitar a presença das cargas elétricas.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química