Identifique o grupo de ponto das moléculas fornecidas e descreva pelo menos três operações de simetria (exceto a identidade) que demonstrem a classificação da molécula dentro desse grupo. NH3

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você me pediu para identificar o grupo de ponto da molécula de NH3 e descrever pelo menos três operações de simetria (exceto a identidade) que mostram por que ela pertence a esse grupo. Vamos utilizar conceitos de simetria molecular e grupos de ponto para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um grupo de ponto. Em química, grupos de ponto são conjuntos de operações de simetria que deixam a molécula inalterada. Essas operações incluem rotações, reflexões e inversões. Saber o grupo de ponto de uma molécula ajuda a prever propriedades físicas e químicas dela.

Passo 3

Agora, vamos olhar para a estrutura da molécula de NH3, que é a amônia. A molécula tem um átomo de nitrogênio no centro ligado a três átomos de hidrogênio, formando um formato trigonal piramidal. Esse arranjo nos dá pistas sobre as simetrias presentes.

Passo 4

A partir dessa geometria, podemos identificar as seguintes operações de simetria:
  1. Rotação de 120 graus ( C3): Se girarmos a molécula em torno do eixo vertical que passa pelo nitrogênio e pelo vértice oposto da pirâmide, uma rotação de 120 graus traz a molécula de volta à posição original.
  2. Reflexão em planos verticais ( sigmav): Existem três planos de simetria que contêm o eixo de rotação vertical e passam por cada um dos átomos de hidrogênio. Refletir a molécula nesses planos não muda sua aparência.
  3. Rotação de 180 graus seguida de reflexão ( S3): Embora mais complexa, uma rotação de 180 graus seguida de reflexão através de um plano de simetria também é uma operação válida na simetria dessa molécula.

Passo 5

Com essas operações de simetria identificadas, podemos classificar a molécula de NH3 no grupo de ponto C3v. Esse grupo inclui uma rotação de 120 graus e três planos de simetria verticais, que são consistentes com as operações que descrevemos.

Resposta

A molécula de NH3 pertence ao grupo de ponto C3v. As três operações de simetria que demonstram essa classificação são:
  1. Rotação de 120 graus ( C3)
  2. Três planos de reflexão verticais ( sigmav)
  3. Rotação de 180 graus seguida de reflexão ( S3)

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