Quais são os elementos de simetria e o grupo pontual das moléculas abaixo:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para identificarmos os elementos de simetria e determinar o grupo pontual da molécula
. Para fazer isso, vamos precisar entender um pouco de química e simetria molecular, especificamente sobre como identificar os diferentes elementos de simetria e como eles determinam o grupo pontual da molécula.
Passo 2
Primeiro, vamos dar uma olhada na estrutura da molécula
. Essa molécula é composta por um átomo de boro (B) central ligado a três átomos de flúor (F). A geometria dessa molécula é o que chamamos de trigonal plana. Isso significa que os três átomos de flúor estão dispostos nos vértices de um triângulo equilátero, todos no mesmo plano, com o átomo de boro no centro.
Passo 3
Agora, vamos identificar os elementos de simetria presentes na
. Elementos de simetria são operações que podem ser realizadas na molécula sem alterar a sua aparência. Os principais elementos que vamos procurar são:
- Eixo de rotação (
): Uma linha em torno da qual a molécula pode ser girada por um ângulo e parecer a mesma. - Plano de simetria (
): Um plano que divide a molécula em duas metades espelhadas. - Centro de inversão (
): Um ponto no centro da molécula onde, se você inverter todos os átomos através desse ponto, a molécula permanece a mesma.
Para a
:
-
Eixos de rotação: Há um eixo de rotação
passando pelo átomo de boro e perpendicular ao plano da molécula. Também existem três eixos de rotação passando por cada átomo de flúor e o centro da molécula. -
Planos de simetria: A molécula possui três planos de simetria que contêm o eixo
e cada um de um par de átomos de flúor. -
Centro de inversão: A trigonal plana da
não possui um centro de inversão, pois inverter os átomos através do centro não resulta na mesma estrutura.
Passo 4
Com esses elementos de simetria identificados, podemos determinar o grupo pontual da molécula. O grupo pontual é uma classificação que agrupa moléculas com os mesmos elementos de simetria.
Para a
, temos:
- Um eixo de rotação
- Três eixos de rotação
- Três planos de simetria
Esses elementos correspondem ao grupo pontual
. O grupo
inclui um eixo
, três eixos
, três planos de simetria horizontais (
) e três planos de simetria verticais (
).
Resposta
A molécula
possui os seguintes elementos de simetria: um eixo de rotação
, três eixos de rotação
, e três planos de simetria
. Com base nesses elementos, o grupo pontual da
é
.
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