分子的对称性分析.ppt

分 子 点 群 D3：这种分子比较少见，其对称元素也不易看出. [Co(NH2CH2CH2NH2)3]3+是一实例 唯一的C3旋转轴从xyz轴连成的正三角形中心穿过, 通向Co; 立方群：包括Td 、Th 、Oh 、Ih 等. D3d : 乙烷交错型 D4d ：单质硫 D5d : 交错型二茂铁 俯视图 特点是有多个高次轴（n≥3 的轴称为高次轴）。 4.3.4 立方群 含有多个高次轴的对称元素组合所得的对称元素系和正多面体的对称性相对应。 Td 群：属于该群的分子，对称性与正四面体完全相同。 CH4 P4 （白磷） 对称元素有：4个C3轴，3个C2轴，6个?d ，3个S4 （与3个C2重合）；为24阶群。对称操作为： 正四面体构型分子都属于此点群。 如：CH4，PO43-，SO42- Td群(四面体群) Y X 在Td群中, 你可以找到一个四面体结构. 打开P4分子，对照以下讲解自己进行操作： 从正四面体的每个顶点到对面的正三角形中点有一条C3穿过, 所以共有4条C3,可作出8个C3对称操作。 Z 从正四面体的每两条相对的棱中点有一条S4穿过, 6条棱对应着3条S4. 每个S4可作出S41 、S42 、S43 三个对称操作，共有9个对称操作. 但每条S4必然也是C2， S42与C2对称操作等价，所以将3个S42划归C2， 穿过正四面体每条棱并将四面体分为两半的是一个σd , 共有6个σd 。 4.3 分子点群 4.3.1 点群 分子中全部对称操作的集合构成分子点群(point groups ). 分子点群可以归为四类: (1) 单轴群: 包括Cn 、Cnh 、Cnv ; (2) 双面群：包括Dn、Dnh、Dnd ; (3) 立方群：包括Td 、Th 、Oh 、Ih 等; (4) 非真旋轴群：包括Cs 、Ci 、S4等. 对称元素只有一个n次轴，对称操作共有n个，即 Cn1， Cn2，Cn3，···，Cnn = E，其阶次为n。 对称操作为： n 阶群 4.3.2 单轴群(轴向群) ① Cn群 分子中常见的 Cn点群有：C1, C2, C3 。 C2 群 R2 R2 R1 R1 C2 群 Cn群分子实例 C3群 在Cn的基础上加上与垂直Cn的?h。Cnh群为2n阶群，对称操作为： ② Cnh群 C2h群: 反式二氯乙烯 C2h群: N2F2 Cnh群分子实例 C3h群 在 Cn 的基础上加上n个通过主轴的?v，Cnv群为2n阶群。对称操作： 分子中常见的Cnv点群有： C2v：H2O, H2S, HCHO, 顺1,2-乙烯等。 C3v：NH3, CH3Cl等三角锥分子。 C4v：BrF5（四方锥结构） C?v：HCl, CO, NO, HCN等直线型异核分子。 ③ Cnv群 C2v H2O中的C2和两个σv 臭氧 菲 CHCl3 NF3 C3v CO2 , HCl 等直线分子 C?v 在Cn群的基础上，加上n个垂直Cn的C2轴，Cn群为2n阶。对称操作为： 4.3.3 双轴群(双面群) Dn群 D2 群 x y z 何其相似！ C3 C2 C2 C2 三条C2旋转轴分别从每个N–N键中心穿过通向Co. 在Dn群的基础上，加上一个垂直主轴的?h。 Dnh点群的分子实例 Dnh群 D2h 群 ：N2O4 D2h群：乙烯 D3h 群 ： 乙烷重叠型 D4h群：XeF4 D6h群：苯 D?h群： I3- 在 Dn 群的基础上加上n个通过主轴且又平分C2 副轴夹角的镜面 ?d ，属于此类点群的分子也较少。 Dnd群 第四章 结构化学精品课程 对称性的概念： 对称性普遍存在于自然界。例如五瓣对称的梅花、桃花，六瓣对称的水仙花、雪花（轴对称或中心对称）；建筑物和动物的镜面对称；美术与文学中也存在很多对称的概念。 题织锦图回文 春晚落花余碧草， 夜凉低月半梧桐。 人随雁远边城暮， 雨映疏帘绣阁空。 空阁绣帘疏映雨， 暮城边远雁随人。 桐梧半月低凉夜， 草碧余花落晚春。 苏轼 4.1 对称元素与对称操作 对称操作（symmetry operation） 4.1.2 旋转轴 Cn(n) 和旋转操作?n 4.1.3 镜面（? ）和反映操作 （ ） 镜面（或对称面），是平分分子的平面，它把分子图形