Fundamentos de Química: Pode-se dizer que essa é a primeira matéria de importância futura no curso. Não digo que as demais do primeiro semestre não tenham importância, mas essa é a primeira que é um pré-requisito para outras, ou seja, só se pode cursar outras matérias se tiver conseguido passar em Fundamentos de Química. Na realidade ela é pré-requisito para matérias que serão pré-requisitos para outras, o que trás uma pressão relativamente alta ao aluno que acabou de entrar em química. É uma matéria de 4 créditos semanais.
Esta é uma matéria que tenta passar por todas as grandes áreas da química, como a físico-química, a orgânica, a analítica e a inorgânica. Porém como é muita matéria para um único curso, somente o básico é apresentado aos alunos.
A matéria tenta fazer com que o aluno inicie a interpretação de gráficos, como o dos estados físicos da água, com pontos de fusão, ebulição e ponto triplo (O ponto triplo pode ser visto nesse link).
O estudo sobre os ácidos e as bases (passando pela teoria de Arrheniu, Bronsted - Lowry, Lewis e moles e duros), introdução à teoria sobre a luz (bastante superficial já que as equações necessitam de um estudo mais aprofundado em cálculo e físico-química), estudo das ligações (eletrostáticas, moleculares, de hidrogênio, metálicas, dipolos). Portanto a matéria é bastante teórica e básica.
Uma das partes mais importantes desse curso é a introdução aos modelos atômicos e a camada de valência, sendo que um dos maiores choques com a matéria é a teoria moderna dos modelos atômicos, onde os mesmos tem que ser interpretados como funções e não somente uma região espacial. Como há necessidade de estudos avançados em mecânica quântica para compreende-los, muitos alunos acabam por sair da matéria acreditando que os orbitais são palpáveis (se os mesmos fossem desenhados em uma escala macroscópica), e não consideram que tudo não passa de uma probabilidade estatística de realmente encontrar um elétron ao redor do núcleo a uma determinada distância do mesmo.
As ideias físicas dos modelos atômicos sem levar em consideração a mecânica quântica se mostram muito mais simples de interpretação, já que as partículas são baseadas em massas com movimentos análogos ao de objetos macroscópicos. Porém o movimento das partículas são seguem a física clássica, um bom exemplo é o conceito de que uma carga negativa orbitando ao redor de um núcleo positivo, faria um movimento em aspiral e se chocaria com o núcleo, desintegrando a integridade do átomo. Logo devemos pensar em quantização de energia e com isso em probabilidade de se encontrar uma partícula em um orbital.
Portanto a interpretação clássica da física torna-se mais facilmente assimilada, pois traz juntamente com conceituação prévia do aluno a ideia de que as partículas movem-se como uma massa macroscópica, fato esse que é extremamente errado. Portanto cabe ao aluno se mostrar aberto a novas visões da natureza, já que a química se baseia somente nos critérios microscópicos, já que as reações somente ocorrem nas camadas de valência, ou seja, na movimentação de elétrons.
Os orbitais em uma visão moderna, tem uma visualisação em três dimensões, e podem ser descritos com o uso simples de balões de festas em aulas. Logo abaixo vemos os orbitais e suas orientações espaciais.
Acima vemos o formato do orbital s, que nada mais é que uma esfera, orientada no plano x,y e z. O mesmo é corresponde a uma probabilidade de se encontrar um elétron próximo ao núcleo em um orbital s. Existem vários orbitais s, na realidade, quando pensamos no tamanho que os átomos tem, podemos dizer que existam infinitos orbitais, porém por causa de um fator energético (distribuição de elétrons que ainda interajam com o núcleo positivo), os átomos conseguem comportar próximo de uns 7 orbitais s preenchidos (átomos muito pesados, os chamados artificiais, pois precisam ser sintetizados em laboratórios e duram poucos instantes). Cada orbital s comporta até 2 elétrons, e seu formato corresponde portanto a probabilidade espacial de encontrar um deles.
Os orbitais p parecem bexiga, se estreitando próximo ao núcleo, indicando uma menor probabilidade de encontrar elétrons naquela região. O orbital p corresponde a união de três pares de lóbulos, o px, py e pz, que correspondem a probabilidade de se encontrar um par de elétrons em determinada orientação espacial e energia. Cada lóbulo pode ter um elétron, totalizando então na somatória, seis elétrons no orbital p.
Os orbitais d por sua vez se mostram um pouco mais alongados em comparação com os orbitais p, possuindo em sua maioria os lóbulos que compõe o orbital, não são cortados pelos eixos. Os lóbulos possuem sinais opostos, sendo que dois sempre são positivos e dois negativos. Um único orbital possui uma imagem diferente, sendo que possui dois lóbulos orientados no plano z e um anel os envolvendo.
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