Escreva a estrutura de Lewis para a molécula de água, aplique a Teoria de Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (TRPECV) e a partir da estrutura gerada determine todos os elementos de simetria existentes na molécula.

Passo 1

Resumindo o enunciado: queremos montar a estrutura de Lewis da molécula H2O, usar a Teoria de Repulsão dos Pares de Elétrons da Camada de Valência (TRPECV ou VSEPR) para definir seu formato e, a partir disso, encontrar todos os elementos de simetria.

Passo 2

Desenho da estrutura de Lewis: o oxigênio central forma duas ligações simples com os dois átomos de hidrogênio e possui dois pares isolados de elétrons, totalizando quatro pares de elétrons de valência. Em diagrama:
c cdotcdot H!-!O!-!H cdotcdot

Passo 3

Aplicando TRPECV: temos fórmula genérica AX 2E 2 (A = oxigênio, X = hidrogênios, E = pares isolados), ou seja, quatro domínios eletrônicos ao redor do oxigênio. Isso gera uma geometria eletrônica tetraédrica e geometria molecular angular (bent) com ângulo H–O–H de aproximadamente 104,5^circ.

Passo 4

Determinar os elementos de simetria: com base na geometria angular no plano molecular (plano xz), identificamos:
A. E (identidade), que todo objeto possui.
B. C2: rotação de 180^circ em torno de um eixo que passa por O e bisseta o ângulo H–O–H.
C. sigmav (plano molecular): plano espelho que contém os três átomos (plano xz).
D. sigmav' (plano perpendicular): plano espelho perpendicular ao molecular, que contém o eixo C2 e bisseta o ângulo H–O–H (plano yz).

Resposta

Os elementos de simetria da molécula de água são:
E, C2, sigmav (plano molecular) e sigmav' (plano perpendicular), correspondendo ao grupo pontual C2v.

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