In this work we describe how a group of students of higher education in Chemistry elaborate meanings about three-dimensionality of molecular structures in a discipline of Organic Chemistry with the theme of Newman projections and energy diagrams. From a qualitative approach, we filmed these students in activities that involved the use of plastic molecular models, transcribed the students' speeches and analyzed the data with elements from ATD framework. We observed in the data that the students, when trying to carry out the proposed activities without having commercial molecular models at their disposal, present a tension in the sense of not being able to refer to the three-dimensional elements of the molecular structure, in the absence of a concrete model. We also observed that students improvise the materiality of the molecular structure with the materials at their disposal, and that the performance of the activity with the appropriate materials enables a more detailed perception and understanding, evidenced by the students' use of language in the activities. The domain conception of a cultural tool is used to assist in the epistemological procedural analysis.En este trabajo describimos cómo un grupo de estudiantes de educación superior en Química elaboran significados sobre la tridimensionalidad de las estructuras moleculares en una disciplina de Química Orgánica con el tema de proyecciones de Newman y diagramas de energía. Desde un enfoque cualitativo, filmamos a estos estudiantes en actividades que involucraron el uso de modelos moleculares moleculares, transcribimos los discursos de los estudiantes y analizamos los datos con elementos del marco ATD. Observamos en los datos que los estudiantes, al intentar realizar las actividades propuestas sin tener a su disposición modelos moleculares comerciales, presentan una tensión en el sentido de no poder referirse a los elementos tridimensionales de la estructura molecular, en el ausencia de un modelo concreto. También observamos que los estudiantes improvisan la materialidad de la estructura molecular con los materiales a su disposición y que realizar la actividad con los materiales adecuados permite una percepción y comprensión más detallada, evidenciada por el uso del lenguaje por parte de los estudiantes en las actividades. La concepción de dominio de una herramienta cultural se utiliza para ayudar en el análisis procedimental epistemológico.Neste trabalho descrevemos como um grupo de estudantes de ensino superior em Química elaboram significados sobre tridimensionalidade de estruturas moleculares em uma disciplina de Química Orgânica com o tema de projeções de Newman e diagramas de energia. A partir de uma abordagem qualitativa, realizamos a filmagem desses alunos em atividades que envolveram o uso de modelos moleculares materiais, transcrevemos as falas dos alunos e analisamos os dados a partir da ATD. Observamos nos dados que os estudantes, ao procurarem realizar as atividades propostas sem ter modelos moleculares comerciais a sua disposição, apresentam um tensionamento no sentido de não conseguirem se referir aos elementos tridimensionais da estrutura molecular, na ausência de um modelo concreto. Também observamos que os alunos improvisam a materialidade da estrutura molecular com os materiais à disposição e que a realização da atividade com os materiais adequados viabiliza percepção e compreensão mais pormenorizadas, evidenciadas pelo uso que os estudantes fazem da linguagem nas atividades. A concepção de domínio de uma ferramenta cultural é utilizada para auxiliar na análise processual epistemológica
