Determine o grupo de pontos para as moléculas: XeF4, SF4 e IOF3.

Passo 1

Beleza, o exercício pede para a gente achar o grupo de pontos (ou ponto‐grupo de simetria) de três moléculas:
XeF4
SF4
IOF3
Conteúdo que vamos usar:
  • Teoria VSEPR pra saber a geometria eletrônica e molecular.
  • Identificação dos eixos de rotação ( Cn), planos de reflexão (σ), centros de inversão ( i) e outras operações de simetria.
Não se preocupe se você não conhece tudo ainda: a gente vai destrinchar passo a passo.

Passo 2

Analisando XeF4
  1. VSEPR:
    • Xe tem 8 elétrons de valência. Cada F pede 1 ligado (4 ligações simples = 4 pares), sobrando 4 elétrons = 2 pares não‐ligantes.
    • Total de domínios em Xe = 4 ligações + 2 pares livres = 6 → geometria eletrônica octaédrica.
    • Os pares livres ficam em posição trans para minimizar repulsão, e os 4 F ficam coplanares formando um quadrado (geometria molecular: quadrado‐planar).
  2. Elementos de simetria:
    • Eixo C4 perpendicular ao plano dos 4 F (passando por Xe). Isso gera rotações de 90°, 180°, 270° mantendo a molécula igual.
    • Quatro planos σ: dois passam por pares de F opostos, dois passam pelos outros pares.
    • Centro de inversão i no átomo de Xe.
    • Eixo C2 secundário (há vários).
    • Plano horizontal σₕ é o próprio plano onde estão os 4 F.
    • Conjunto desses elementos aponta para o ponto‐grupo D₄h.

Passo 3

Analisando SF4
  1. VSEPR:
    • S tem 6 elétrons de valência. Quatro ligações S–F usam 4 pares; sobram 2 elétrons = 1 par livre.
    • Domínios = 5 → geometria eletrônica bipiramidal trigonal. O par livre vai para posição equatorial.
    • Molécula fica com forma “seesaw” (gangorra): dois F axiais, dois F/LP em equatorial.
  2. Elementos de simetria:
    • Há um eixo C2 que passa pelo enxofre e pelo par de F axiais: gira 180° vira ela mesma.
    • Dois planos σ que contêm esse eixo C2:
      a) um plano passa por S, os dois F axiais e o F equatorial;
      b) outro passa por S, os dois F axiais e o par livre (mas só importam átomos, enquadra a geometria).
    • Não tem centro de inversão e nem C3.
    • Isso corresponde ao ponto‐grupo C₂v.

Passo 4

Analisando IOF3
  1. VSEPR:
    • I tem 7 elétrons de valência. Ligações: I=O (ligações duplas contam como 1 domínio), + 3 I–F simples = 4 domínios de ligação; sobra 1 par livre = 1 domínio.
    • Total de domínios = 5 → bipiramidal trigonal eletrônica. O par livre ocupa posição equatorial.
    • Os 3 átomos ligados (O e 2 F equatoriais + 2 F axiais) formam uma geometria “seesaw” como em SF₄, mas agora O≠F.
  2. Elementos de simetria:
    • Existe um plano σ que coincide com o “plano equatorial” onde estão O, F equatorial e o par livre (essa configuração de átomos), e reflete os 2 F axiais um no outro (mas eles são idênticos!).
    • Não há eixo C2 que preserve O vs F equatorial nem centro de inversão.
    • Logo, a única operação extra além da identidade é esse único plano σ.
    • Isso define o ponto‐grupo Cₛ.

Resposta

XeF4: D₄h
SF4: C₂v
IOF3: Cₛ

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