Identifique todos os elementos de simetria existentes na molécula de piridina.
Passo 1
O enunciado pede para identificar todos os elementos de simetria da piridina, que é uma molécula plana do tipo heterocíclica aromática (
). Vamos usar conceitos de simetria molecular (eixos de rotação e planos de reflexão) para encontrá-los e classificar o grupo ponto.
Passo 2
Descrevendo a piridina: ela é um anel hexagonal plano, parecido com o benzeno, mas com um átomo de nitrogênio em uma das seis posições. Todos os átomos estão no mesmo plano (plano molecular), e a única diferença entre os vértices é que um é N e os outros cinco são C–H. Essa desigualdade destrói grande parte da alta simetria do benzeno.
Passo 3
Procurando o maior eixo de rotação: o único que leva o N sobre si mesmo é um eixo de ordem
(
) que passa pelo nitrogênio e pelo carbono oposto ao N (posição para). Esse eixo está contido no plano da molécula e gira a molécula em
, trocando as duas metades do anel.
Passo 4
Agora, planos de reflexão que contenham esse eixo
:
. O próprio plano da molécula (onde estão todos os átomos) é um plano de simetria, porque refletir nesse plano não altera nada — todos os átomos continuam no lugar. Denotamos por
.
. Há um segundo plano que também contém o eixo
mas é perpendicular ao plano da molécula. Esse plano corta o anel passando por N e pelo carbono oposto e reflete os carbonos adjacentes em pares
e
. Denotamos por
.
Passo 5
Além de
(identidade), não existem outros eixos de ordem maior, inversão ou eixos impropriamente rotacionais, pois a presença do nitrogênio quebra essas simetrias extras. Portanto, a piridina tem exatamente quatro elementos de simetria, característicos do grupo ponto
.