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.
Passo 1
Então, a gente tem um exercício de química que pede para identificar o grupo de ponto de uma molécula específica, que é o íon
. O conteúdo envolvido aqui é a simetria molecular e os grupos de ponto, que são usados para classificar moléculas com base em suas simetrias. Para resolver isso, vamos precisar identificar as operações de simetria da molécula e, com base nisso, determinar o grupo de ponto adequado.
Passo 2
Primeiro, vamos visualizar a molécula
. Esse íon é um complexo de coordenação com um átomo central de cobalto e seis moléculas de água ligadas a ele. A geometria mais comum para esse tipo de complexo com seis ligantes é o octaedral. Então, vamos assumir que a molécula tem geometria octaédrica.
Passo 3
Agora, vamos lembrar algumas operações de simetria que podemos encontrar em um octaedro:
- Eixo de rotação C4: Rotação de 90° em torno de um eixo que passa por dois vértices opostos.
- Eixo de rotação C3: Rotação de 120° em torno de um eixo que passa pelos centros de duas faces opostas.
- Plano de reflexão σ: Plano que divide a molécula em duas metades espelhadas.
Passo 4
Vamos detalhar cada uma dessas operações:
- C4: Imagine girar a molécula 90° em torno de um eixo passando por dois vértices opostos. A molécula parece igual após essa rotação.
- C3: Agora, gire a molécula 120° em torno de um eixo que passa pelos centros de duas faces opostas. Novamente, a molécula permanece inalterada.
- σ: Pense em um plano que corta a molécula ao meio, refletindo uma parte sobre a outra como em um espelho. A molécula fica simétrica em relação a esse plano.
Passo 5
Com base nessas operações de simetria, podemos identificar o grupo de ponto da molécula. Um octaedro possui um conjunto específico de simetrias que pertencem ao grupo de ponto
. Esse grupo inclui todas as operações que mencionamos: rotações C4, C3 e reflexões σ, além de outras simetrias adicionais.
Resposta
O grupo de ponto da molécula
é o
. Três operações de simetria que demonstram essa classificação são:
- Rotação de 90° (
) ao redor de um eixo que passa por dois vértices opostos. - Rotação de 120° (
) ao redor de um eixo que passa pelos centros de duas faces opostas. - Plano de reflexão (
) que divide a molécula em duas metades espelhadas.
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(acetileno)
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(benzeno)
Você precisa sintetizar um complexo de fórmula
, onde M é um metal genérico. Você então faz reagir um sal do metal
com os ligantes em questão. Quando vai purificar os produtos, percebe que existe uma mistura de dois compostos. Obs.: os contra-íons dos sais utilizados não participam da reação. Que tipo de isomeria existe entre eles? Qual é a categoria do ligante que permite essa isomeria?