Considere a reação de substituição do
para formar o
, com
e
. Responda:
c) Determine os elementos de simetria para o composto de partida e o final.
c) Determine os elementos de simetria para o composto de partida e o final.
Passo 1
Vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma reação de substituição envolvendo o íon complexo
que forma
. A parte © da questão pede para determinar os elementos de simetria tanto para o composto de partida quanto para o composto final. Para resolver isso, precisamos entender os conceitos de geometria molecular e elementos de simetria na química de coordenação.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar o composto de partida:
. Este é um complexo de coordenação com seis moléculas de água ligadas ao íon ferro (Fe). Normalmente, quando um metal de transição está coordenado com seis ligantes, a geometria resultante é octaédrica.
Passo 3
Agora, vamos identificar os elementos de simetria de um octaedro. Um octaedro possui:
- Eixo de rotação
: quatro de seus eixos de rotação passam pelos centros das faces opostas. - Eixo de rotação
: três de seus eixos de rotação passam pelos vértices opostos. - Plano de reflexão
: seis planos que contêm dois ligantes opostos e cortam o centro. - Plano de reflexão
: um plano que corta o octaedro horizontalmente.
Portanto, o íon
possui alta simetria, com múltiplos elementos de simetria.
Passo 4
Agora, vamos considerar o composto final:
. A bipiridina (bipy) é um ligante bidentado, o que significa que cada molécula de bipy se liga ao metal através de dois átomos de nitrogênio, formando uma estrutura mais complexa.
Dependendo do valor de n (n=1,2,3), a geometria e os elementos de simetria podem variar:
- Para n=1: Há uma molécula de bipy e duas moléculas de água. A complexidade aumenta, reduzindo os elementos de simetria.
- Para n=2: Duas moléculas de bipy e uma molécula de água. A simetria continua diminuindo.
- Para n=3: Três moléculas de bipy substituem todas as moléculas de água, possivelmente resultando em uma estrutura plexa mais estável com menos elementos de simetria.
Passo 5
Especificamente, ao substituir moléculas de água por bipy, a simetria do complexo diminui porque a bipy introduz assimetrias devido à sua estrutura bidentada e orientação fixa no espaço. Isso significa que os elementos de simetria como eixos de rotação e planos de reflexão presentes no complexo octaédrico inicial podem ser reduzidos ou mesmo eliminados no complexo final.
Resposta
Elementos de simetria:
- Composto de partida (
): Possui alta simetria octaédrica, incluindo múltiplos eixos de rotação ( , ) e planos de reflexão ( , ). - Composto final (
): Apresenta menor simetria devido à presença dos ligantes bipy, que reduzem os elementos de simetria presentes no complexo octaédrico inicial.