a) Esboce as duas geometrias que descrevem a maioria dos complexos tetracoordenados. Quais os elementos de simetria para cada um considerando todos os ligantes iguais?

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre química de complexos tetracoordenados. A gente precisa identificar e descrever as duas geometrias mais comuns que esses complexos apresentam e também listar os elementos de simetria para cada uma delas, considerando que todos os ligantes são iguais.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que são complexos tetracoordenados. Esses são complexos químicos onde o átomo central está ligado a quatro ligantes. As duas geometrias mais comuns para esses complexos são a tetraédrica e a quadrado planar.

Passo 3

Geometria Tetraédrica: Imagine um tetraedro, que é uma figura com quatro faces triangulares. No centro desse tetraedro está o átomo central, e os quatro vértices representam os ligantes. Essa disposição minimiza a repulsão entre os pares de elétrons, tornando a estrutura bastante estável.
Geometria Quadrado Planar: Nesse caso, os quatro ligantes estão dispostos nos quatro cantos de um quadrado, todos no mesmo plano, com o átomo central no meio. Essa geometria é comum em complexos onde o átomo central tem uma alta densidade eletrônica, que favorece uma disposição planar.

Passo 4

Agora, vamos falar sobre os elementos de simetria para cada geometria, assumindo que todos os ligantes são iguais.
Para a Geometria Tetraédrica:
  • E (identidade): Toda a figura coincide com ela mesma.
  • C₃ (eixos de rotação triaxial): Existem 4 desses eixos, passando por cada vértice e o centro da face oposta.
  • C₂ (eixos de rotação diaxial): Há 3 desses, passando pelos centros das faces opostas.
  • σ_d (planos de simetria diangulares): São 6 planos que contêm dois ligantes e o átomo central.
  • S₄ (eixos de rotação-reflexão): Combinação de rotação de 90° seguida de reflexão.
Para a Geometria Quadrado Planar:
  • E (identidade).
  • C₄ (eixo de rotação de 90°): Passa pelo centro do quadrado.
  • C₂ (eixo de rotação de 180°): Há dois desses, um passando pelos pares de ligantes opostos.
  • σ_h (plano de simetria horizontal): Plano que coincide com o plano dos ligantes.
  • σ_v (planos de simetria verticais): Dois planos que passam pelo eixo C₄ e dividem o quadrado em duas metades iguais.
  • S₄ (eixos de rotação-reflexão): Combinação de rotação de 90° seguida de reflexão no plano horizontal.

Resposta

As duas geometrias mais comuns em complexos tetracoordenados são a tetraédrica e a quadrado planar.
  • Tetraédrica possui elementos de simetria: E, 4 C₃, 3 C₂, 6 σ_d e 6 S₄.
  • Quadrado Planar possui elementos de simetria: E, C₄, 2 C₂, σ_h, 2 σ_v e S₄.

Exercícios relacionados