O uso da teoria do orbital molecular para compreensão da condutividade dos semicondutores: da teoria à prática

Abstract

Explora o uso da Teoria do Orbital Molecular (TOM) para compreender a condutividade dos semicondutores, com foco na aplicação prática e educacional. O estudo aborda aspectos teóricos sobre semicondutores, incluindo sua estrutura cristalina, propriedades eletrônicas e o impacto da dopagem na condutividade. ​ A TOM é utilizada para explicar a formação de bandas de valência e condução, fundamentais para entender o comportamento elétrico desses materiais. ​O projeto inclui a construção de um fotômetro de baixo custo utilizando peças de LEGO e LEDs como fonte de luz. ​ O dispositivo foi desenvolvido para medir a intensidade luminosa e realizar análises fotométricas, sendo uma ferramenta acessível e educativa para o ensino de química. ​ A montagem do fotômetro envolveu componentes simples, como LEDs vermelhos, fotodiodos, resistores e baterias, além de soluções padrão de permanganato de potássio (KMnO4) para calibração. A curva de calibração obtida demonstrou alta linearidade, validando a precisão do fotômetro. ​ O dispositivo foi utilizado para quantificar a concentração de KMnO4 em comprimidos antissépticos, com resultados próximos ao valor teórico indicado no rótulo, apesar de pequenas discrepâncias atribuídas à limitação instrumental e à homogeneização incompleta da solução. ​O trabalho destaca a relevância da experimentação no ensino de química, promovendo uma abordagem prática e contextualizada. ​ A construção do fotômetro permite explorar conceitos como transmitância, absorbância e a Lei de Lambert-Beer, além de incentivar o pensamento crítico e a interdisciplinaridade. A aplicação prática do dispositivo demonstra como semicondutores podem ser utilizados em experimentos educacionais, conectando teoria e prática de forma acessível. ​ Em conclusão, o estudo contribui para o ensino de química ao integrar conceitos teóricos e experimentais, utilizando semicondutores como base para a construção de um fotômetro de baixo custo. ​ A abordagem prática fortalece o aprendizado e estimula a curiosidade científica, oferecendo uma ferramenta útil para análises químicas e experimentação em sala de aula. ​