Diante das transformações que a sociedade do conhecimento e da inteligência coletiva apresenta, procuramos analisar nesse trabalho, de que maneira o uso do software Avogadro contribui para a aprendizagem da construção de modelos moleculares a partir de conteúdos de química relacionados a ligações químicas e geometria molecular, uma vez que a compreensão de tais modelos é imprescindível para que o estudante de química desenvolva habilidades e competências que o faça compreender o universo nanométrico que essa área do conhecimento exige. Pretendemos também contribuir com os estudos já realizados em torno dos softwares educativos e sua relação com o processo de aprendizagem, discutindo a importância de sua utilização como prática pedagógica no ensino de química. A pesquisa utilizou como metodologia uma abordagem qualitativa do tipo estudo de caso e foi desenvolvida em uma escola da cidade de São Bento, no estado da Paraíba, com alunos do 3º ano do ensino médio. O presente estudo de caso revela que o software educativo Avogadro pode ser utilizado como ferramenta pedagógica para o ensino de química, uma vez que funciona como fator de motivação facilitando a compreensão de conceitos químicos. Os dados coletados comprovam que o software educativo abordado constitui-se de um recurso pedagógico com grande potencial para o processo de ensino-aprendizagem, pois auxilia na construção do conhecimento químico, trabalhando a percepção espacial e a criatividade, aguçando o raciocínio lógico e envolvendo o aluno em uma experiência de aprendizagem significativa.