Análise vibracional de compostos de coordenação de niquel(II): uma abordagem ao ensino dos grupos pontuais

Abstract

Recebido em 8/9/11; aceito em 22/12/11; publicado na web em 23/3/12 VIBRATIONAL ANALYSIS OF COORDINATION COMPOUNDS OF NICKEL (II): AN APPROACH TO THE TEACHING OF POINT GROUPS. This paper presents an IR and Raman experiment executed during the teaching of the course "Chemical Bonds" for undergraduated students of Science and Technology and Chemistry at the Federal University of ABC, in order to facilitate and encourage the teaching and learning of group theory. Some key aspects of this theory are also outlined. We believe that student learning was more significant with the introduction of this experiment, because there was an increase in the discussions level and in the performance during evaluations. This work also proposes a multidisciplinary approach to include the use of quantum chemistry tools.Keywords: group theory; didactic experiment; IR and Raman spectroscopy. INTRODUÇÃOA teoria de grupos é um ramo da matemática que se dedica a estudar estruturas algébricas chamadas de grupos. Essa teoria foi proposta inicialmente por Évariste Galois (1811-32), no início do século XIX, para resolver equações de graus superiores a quatro. De fato, a de grupos foi revolucionária e propiciou o surgimento de uma nova álgebra.1 Outros pesquisadores que contribuíram para o desenvolvimento inicial da teoria de grupos foram Augustin L. Cauchy (1789-1857), Arthur Cayley (1821-95), Camille M. E. Jordan (1838Jordan ( -1922, Marius S. Lie (1842-99) e Ludwig Sylow . Na área de Química, a parte mais aplicada da teoria de grupos é a teoria da representação, desenvolvida por George F. Frobenius (1849Frobenius ( -1917. 2Uma das primeiras aplicações da teoria de grupos foi na análise de dados cristalográficos, proposta por Artur Schoenflies, em 1923. Hermann Weyl (1885-1955 e Eugene P. Wigner (1902Wigner ( -1995 desenvolveram a relação entre teoria de grupos e mecânica quântica. Pode-se afirmar que a teoria de grupos é uma abstração das propriedades de simetria de um sistema. O conjunto das transformações sobre as quais um dado objeto é invariante é definido como grupo. Estas transformações ou operações de simetria que estão associadas a propriedades invariantes do sistema são importantes na previsão de propriedades físicas (como polaridade e quiralidade), no estabelecimento de regras de seleção em espectroscopia, na construção de orbitais moleculares e, mesmo, na previsão de reatividade e de mecanismos, sendo uma ferramenta adequada para o estudo de sistemas inorgânicos. Uma operação de simetria consiste em mover um corpo de tal maneira que a posição final é indistinguível da inicial. As operações de simetria típicas são as rotações, reflexões e inversões.3 Para cada operação de simetria há 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, tais como: 1. planos de simetria e reflexões (σ) -um plano de simetria de um corpo deve passar através do mesmo, de maneira que ao se aplicar uma operação de reflexão a todos os seus componentes (átomos n...

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