Quais são os elementos de simetria e o grupo pontual das moléculas abaixo:

Passo 1

Beleza, vamos resolver este exercício que pede para identificar os elementos de simetria e o grupo pontual da molécula de água ( ). Aqui, estamos trabalhando com a matéria de simetria molecular, que nos ajuda a entender como uma molécula pode ser movida ou girada sem mudar sua aparência. Para isso, vamos precisar identificar os diferentes elementos de simetria presentes na molécula e, a partir daí, determinar seu grupo pontual.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a água ( ) tem uma geometria angular, ou seja, é uma molécula com forma de “V”. Isso acontece porque o átomo de oxigênio tem dois pares de elétrons não ligantes que empurram as ligações com os hidrogênios, criando um ângulo de cerca de 104,5 graus.

Passo 3

Agora, vamos identificar os elementos de simetria nessa molécula:
  1. Eixo de rotação ( ): A molécula de água possui um eixo de rotação de 180 graus ( ) que passa pelo oxigênio e pelo meio do ângulo entre os dois hidrogênios. Se girarmos a molécula em 180 graus ao redor desse eixo, ela ficará igual a como estava antes da rotação.
  2. Planos de simetria ( ): Existem dois planos de simetria que contêm o eixo de rotação ( ). Cada plano passa por um dos hidrogênios e pelo átomo de oxigênio, dividindo a molécula em duas metades espelhadas.
  3. Elemento identidade ( ): Este elemento sempre está presente em qualquer molécula e representa a simetria de não fazer nenhuma operação, ou seja, deixar a molécula como está.

Passo 4

Com os elementos de simetria identificados, podemos agora determinar o grupo pontual da molécula de água. O grupo pontual é uma classificação que agrupa moléculas com a mesma série de elementos de simetria.
No caso da água, temos:
  • Um eixo de rotação
  • Dois planos de simetria
  • O elemento identidade
Esses elementos correspondem ao grupo pontual .

Resposta

Os elementos de simetria da molécula de são o elemento identidade ( ), um eixo de rotação de 180° ( ) e dois planos de simetria vertical ( ). O grupo pontual da molécula de água é .

Exercícios relacionados

Quais são os elementos de simetria e o grupo pontual das moléculas abaixo:
Explique por simetria se a molécula do etilenodiamina é quiral.
Quais são os elementos de simetria e o grupo pontual das moléculas abaixo:
Quais são os elementos de simetria e o grupo pontual das moléculas abaixo: