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Simetria - Teoria de Grupos, aplicada a espectroscopia eletrônica e vibracional e orbitais moleculares

O tema da Simetria e suas aplicações na química é normalmente abordado nas disciplinas de graduação (Química Inorgânica, Química de Coordenação e Métodos Espectroscópicos em Química Inorgânica) e de pós-graduação (Química Inorgânica Avançada e Simetria) do Instituto de Química da UFRJ.
Em função do interesse na Teoria dos Orbitais Moleculares, em espectroscopia vibracional (infravermlho e Raman), espectroscopia eletrônica (ultravioleta-visível) aplicada para diversos compostos, inclusive os compostos de coordenação, tivemos a oportunidade de contribuir com artigos educacionais (ver listagem abaixo) envolvendo a aplicação da Teoria de Grupos à moléculas e íons simples. Nessas aplicações, o uso da Simetria permite a classificação dos orbitais atômicos e moleculares segundo as representações irredutíveis do grupo de pontos da molécula ou íon. Além disso, o uso da simetria também permite classificar e atribuir as bandas observadas nos espectros UV-vis destas espécies.
Uma das nossas contribuições trata da justificativa da geometria de moléculas simples como água, amônia, metano, ozônio e dióxido de carbono, com base na ocupação dos orbitais moleculares ligantes e antiligantes desses compostos.1
Em outra contribuição, é disponibilizado um programa, em linguagem Python, capaz de decompor representações redutiveis, mesmo que para grupos de pontos que envolvem caracteres complexos. Esse programa também auxilia na determinação das representações irredutíveis dos modos vibracionais de moléculas, em especial daquelas com alta simetria.2
Por último, vale a pena mencionar que, dentro da comunidade dos Químicos Inorgânicos, é frequente se dizer que o conhecimento dos conceitos de Simetria e Teoria de Grupos é um dos principais fatores que distingue os Químicos Inorgânicos dos Químicos Orgânicos.

1- Explaining the geometry of simple molecules using molecular orbital energy-level diagrams built by using symmetry principles
Machado, S. P.; Faria, R. B.
Quim. Nova 41(5):587-593(2018).

2- Practical Decomposition of Irreducible Representations: Applications to Molecular Vibrations and Molecular Orbitals
Dias, L. A. L.; Faria, R. B.
J. Chem. Educ. 97:ASAP(2020)