第六节分子对称性总结.ppt

一、对称元素和对称操作 对称操作是指不改变物体内部任何两点间的距离而使物体复原的操作。 对称操作与对称元素的关系： 对称操作是由对称元素生成的，又依靠对称元素来实现，一个对称元素可以对应着一个或几个对称操作。 旋转轴是分子中一条特定直线，以该直线为轴旋转某个角度? （ ? =2π/n），能产生分子的等价图形。则称该分子具有Cn 轴,对应的操作为旋转操作。 BCl3分子有1C3、3C2 一个分子若有 i 时，除 i 上的原子，其他原子必定成对出现。 具有对称中心 第一类是简单旋转操作，为实操作，其特点是能具体，可直接实现。 第二类是反演、反映等，属虚操作（非真操作），在想象中实现。 二、对称操作群和对称元素的组合 (2) 相互交成2π/2n角的两个镜面，其交线必为一 n次轴Cn。 两个反映的乘积是一个旋转操作 三、 分子的点群 将分子按其对称性分为点群。判断分子所属的点群是本节学习的中心内容，因为根据分子的点群即可了解分子结构和分子所应具有的一些性质。 1、无轴群 —— 无Cn轴或Sn轴的群，如 C1，Ci，Cs 群。 （1）C1群：对称元素 E；对称操作：E C4v IF5 5. 线性分子点群（非折叠） ① C ?v （异核双原子，NO, CO，HF ,HCN等） ② D ?h （同核双原子，有对称中心i， H2, O2，CO2等） 例题：指出下列分子的点群、旋光性和偶极矩情况： CH4 、 CCl4 一氟一氯一溴甲烷 C1 = {E}，分子完全不对称 群的阶(order)＝1 CO2H HO H CH3 没有其它对称元素的平面分子属于Cs 。 （2） Ci 群：对称元素： E, i； 对称操作： 群的阶为2 （3） Cs 群：对称元素： E, σ； 对称操作： 群的阶为2。 2-氯吡啶 4.2 2、单轴群（轴向群）——仅含1个Cn轴或Sn轴的群，如 Cn，Cnv，Cnh, Sn 群 （1）Cn群 n ? 2（只有1个n 重旋转轴 Cn） 对称元素： E，Cn 对称操作： 群的阶：n 二氯丙二烯 C2轴穿过中心C原子，与两个平面形成45°夹角。 旋转一定角度 的三氯乙烷 C3 C2 C2 C2 （2）Cnh群 产生：Cn + ?h 对称操作： 对称元素：Cn＋?h 阶数：2n {E，Cn，Cn2 … Cnn-1，σn，Sn2……Snn-1} 萘的二氯化物 C2h H3BO3 C4h C3h C3h C2v群： (3) Cnv群 产生：Cn + n?v 对称元素： E， Cn, n ?v 阶数：2n 对称操作： 与水分子类似的V型分子，如SO2、NO2、H2S等均为C2v点群。 船式环已烷 吡啶(C5H5N) C3v群： 其它三角锥型分子PCl3、PF3、PSCl3、CH3Cl、CHCl3等，均属C3v点群 P4S3 ?v 3、二面体群—— 有一个Cn轴和n个垂直于 Cn的C2轴， Dn，Dnh，Dnd。 （1） Dn群 产生：nC2⊥Cn 对称元素： E，nC2?Cn 阶数 ： 2n 对称操作： D3：三二乙胺络钴离子螯合物 [Co(NH2CH2CH2NH2)3]3+ Dn分子很少见 C2主轴穿过联苯轴线，经过2个O为水平面上的C2轴，还有一个C2轴与这两个C2轴垂直。 （2） Dnh群 nC2?Cn+?h 元素： E，Cn，nC2，?h 操作： 阶数：4n D2h D3h 重叠式乙烷 D5h 特点： （1） Cn·?h?Sn, Cn就是Sn （2） C2·?h ?n个Cv, n个Cv通过Cn （3） n为偶数时有i 环丙烷 二苯铬（重叠型） D5h D3h 平面三角形的BF3、CO32-、NO3- 或三角形骨架的环丙烷， 三角双锥PCl5，三棱柱型的Tc6Cl6金属簇合物等均属D3h点群。 　BF3 　PCl5 　Tc6Cl6 D3h （3）Dnd群 生成 Dn+n?d ?d ：平分相邻两个C2轴之间的夹角 操作： 常见D2d~D5d 联苯 螺壬烷 D5d D2d D3d 乙烷交错型 丙二烯 一些过渡金属八配位化合物， ReF82-、TaF83-和Mo(CN)83+等 均形成四方反棱柱构型，属D4d。 D4d ：单质硫 S8分子为皇冠型构型，属D4d点群，C4旋转轴位于皇冠中心。4个C2轴分别穿过S8环上正对的2个S原子，4个包含C4垂直C2的镜面把皇冠均分成八部分。 正四面体 正六面体 正八面体 正十二面体