Pratica Simetria Molecular

EXP. 1 – Simetria Molecular

Objetivos

Verificar os elementos de simetrias em moléculas

Ilustrar conceitos envolvidos na Teoria do Grupo

Introdução

O envolvimento da simetria em Química é de longa história; em 540 DC a sociedade de Pitágoras considerou que a terra foi produzida de um cubo, o fogo de um tetraedro, o ar de um octaedro, a água de um icosaedro e as esferas de um dodecaedro.

Neste experimento serão montados modelos geométricos das moléculas para observar os elementos de simetrias presentes. Lembre-se que as moléculas reais não apresentam estruturas rígidas e nem os átomos são esferas maciças.

Procedimento

OPERAÇÕES DE SIMETRIA E ELEMENTOS DE SIMETRIA

Monte modelos utilizando as esferas de isopor e palitos das seguintes moléculas:

1) H2O 2) H2O2 não planar

3) H2O2 trans planar 4) H2O2 cis planar

5) BH3 6) NH3

Utilizando estes modelos realize os seguintes procedimentos:

A) ROTAÇÃO E IDENTIDADE (E)

Sabemos que todas as moléculas possuem o elemento de identidade (E) e que equivale a uma rotação de 360 o ao redor de seu próprio eixo, portando E=C1. Realize os movimentos de identidade nos modelos.

B) ROTAÇÃO E EIXO DE SIMETRIA (Cn)

Realize os movimentos de rotação nos modelos montados e localize os respectivos eixos de simetria. Faça um desenho da estrutura planar das moléculas e indique com traços retos os eixos de simetrias presentes.

C) REFLEXÃO E PLANO DE SIMETRIA ()

Realize os “movimentos” de reflexão utilizando um espelho. Faça um desenho dos modelos e indique os planos de simetrias.

D) INVERSÃO E CENTRO DE INVERSÃO (i)

Realize o movimento de inversão passando uma reta no centro da molécula procurando passar por átomos iguais (consulte o prof. ou monitor). Identifique as moléculas que possuem centro de inversão.

E) ROTAÇÃO IMPRÓPRIA E EIXO DE ROTAÇÃO IMPRÓPRIA (Sn)

Realize os movimentos de rotação e reflexão ( ao eixo) e identifique as moléculas que possuem eixo Sn. Na realidade o eixo e o plano não precisam ser de simetria. Monte um outro modelo da seguinte molécula:

7) H2C=C=CH2 (aleno)

Identifique o eixo de rotação Sn (n=?) do aleno.

Na realidade sabemos que os planos de simetria () são iguais a S1 e os centros de inversão (i) são S2.

Conclusão

Todos os elementos de simetrias podem ser expressas como rotações:

Rotação Própria Cn onde C1=E

Rotação Imprópria Sn onde S1=; S2=i

BIBLIOGRAFIA

A. B. Nascimento, W. N. Brito, “Elementos da Teoria do Grupo”, 1981.