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:
-
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. -
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. -
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
.
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etilenodiamina
é quiral.
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