Atividade 1 inorgânica 3

Prévia do material em texto

1. Por que é importante estudar simetria na química inorgânica? 
Os conceitos de simetria são extremamente úteis em química. Analisando a simetria das moléculas, 
podemos prever os espectros infravermelhos, descrever orbitais usados na ligação, prever a 
atividade ótica, interpretar espectros eletrônicos e estudar diversas propriedades moleculares. 
2. O que é a teoria de grupo e para que é utilizada na química? 
Cada molécula tem um conjunto de operações de simetria que descreve a simetria total da 
molécula. Este conjunto de operações é chamado de grupo de pontos da molécula. A teoria de 
grupo, o tratamento matemático das propriedades dos grupos, pode ser usada para determinar 
orbitais moleculares, vibrações e outras propriedades moleculares. 
3. O que são as operações de simetria e os elementos de simetria utilizados na análise de uma 
Molécula? 
Uma operação que deixa a aparência de um corpo inalterada depois de efetuada é uma operação de 
simetria. As operações de simetria típicas são as rotações, as reflexões e as inversões. Para cada 
operação de simetria há sempre um elemento de simetria correspondente, que é um ponto, uma 
linha (eixo de simetria) ou um plano, em relação ao qual se faz a operação de simetria. 
4. Quais são as 5 operações de simetria e o que elas causam no objeto em estudo? 
Identidade (E): Todas as moléculas têm Identidade. Esta operação deixa a molécula inalterada. Uma 
molécula altamente não-simétrica, como a um carbono tetraédrico com 4 grupos diferentes ligados 
tem somente a Identidade e nenhum outro elemento de simetria. 
Eixo de rotação (Cn, Rotação por 2π/n): A água (H2O) tem um eixo de rotação C2 (2π/n = 2π/2 ou 
360°/2 = 180°). Quando rotacionada por 180°, os átomos de hidrogênio trocam de posição, mas a 
molécula parecerá exatamente a mesma. A amônia (NH3) possui um eixo C3. Note que há duas 
operações associadas com o eixo C3. Rotação de 120°, no sentido horário ou anti-horário, resultando 
em duas orientações distintas da molécula. 
Planos de reflexão (σ, Reflexão): A reflexão de uma molécula de água em ambos os planos resulta 
em uma molécula que parece inalterada. O subscrito “v” no σv, indica um plano vertical de simetria. 
Isso indica que o plano de reflexão contém o eixo principal de rotação (C2). O benzeno tem um eixo 
de rotação C6 como eixo principal (de maior ordem). O plano molecular é perpendicular ao eixo C6, 
e é designado como plano horizontal, σh. Os planos verticais, σv , passam pelos átomos de carbono, 
e inclui o eixo C6. Os planos que bissectam as ligações são chamados planos diedrais, σd. 
Centro de inversão (I,Inversão): A operação de inversão projeta cada átomo através do centro de 
inversão (ponto imaginário i, passando pelo centro da molécula, não precisando ser uma posição 
ocupada por um átomo), e cruza para o outro lado da molécula. 
Eixo de rotação Imprópria (Sn, Rotação por 2π/n seguida por reflexão perpendicular ao eixo de 
rotação): Uma rotação imprópria é uma rotação (Cn) seguida por uma reflexão no plano 
perpendicular ao eixo de rotação. Após as duas operações de simetria, o arranjo deve ser 
indistinguível no inicial. Eixo de rotação imprópria S4. A conformação “alternada” do etano possui 
um eixo S6 que passa pelos dois átomos de carbono. O eixo S1 e S2 não existe, S1 pois é o mesmo 
que um plano de simetria, e S2 por ser um centro de inversão. 
 
 
 
5. O que é um Grupo de Ponto? Como chegamos no Grupo de Ponto de uma determinada 
molécula? 
Moléculas com os mesmos elementos de simetria são classificadas no mesmo grupo pontual. Os 
elementos de simetria da molécula determinam o grupo pontual a que essa molécula pertence. Para 
atribuir o grupo de pontos de uma molécula, elabora-se a lista dos elementos de simetria da 
molécula e compare-se com alista que define cada grupo de pontos.