Quais são os elementos de simetria e o grupo pontual das moléculas abaixo:
NH3

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos identificar os elementos de simetria da molécula de NH3 e determinar o seu grupo pontual. Para isso, vamos precisar conhecer os diferentes tipos de elementos de simetria e como eles ajudam a classificar a molécula dentro de um grupo específico.

Passo 2

Vamos começar identificando os elementos de simetria presentes na molécula de NH3. Os principais elementos que vamos procurar são:
  • Eixo de rotação ( Cn): Uma linha ao redor da qual a molécula pode ser girada e coincidir consigo mesma após uma rotação de 360^circ/n.
  • Plano de reflexão ( sigma): Um plano que divide a molécula de modo que um lado seja o reflexo do outro.
  • Centro de inversão ( i): Um ponto central onde, se invertermos todas as posições dos átomos, a molécula permanece a mesma.
  • Eixo de rotação invertido ( Sn): Uma rotação seguida de uma reflexão em um plano perpendicular ao eixo.

Passo 3

Na molécula de NH3, que tem uma estrutura trigonal piramidal, podemos identificar os seguintes elementos de simetria:
  1. Eixo de rotação C3: Existe um eixo passando pelo átomo de nitrogênio (N) e perpendicular à base trigonal, ao redor do qual a molécula pode ser girada 120° ( 360^circ/3) e coincidir consigo mesma.
  2. Três planos de reflexão vertical ( sigmav): São planos que contêm o eixo C3 e cada um passa por uma das ligações N-H.
Neste caso, não há centro de inversão na molécula de NH3, já que inverter todos os átomos não resulta na mesma molécula.

Passo 4

Com esses elementos de simetria identificados, podemos determinar o grupo pontual da molécula. A presença de um eixo C3 e três planos de reflexão sigmav caracteriza o grupo pontual C3v.

Resposta

A molécula de NH3 possui um eixo de rotação C3, três planos de reflexão vertical ( sigmav) e pertence ao grupo pontual C3v.

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