第04章　分子的对称性-20100510.ppt

Cnh群 :  除有一条n次旋转轴Cn外，还有与之垂直的一个镜面σh。 螺旋型分子都是手性分子，旋光方向与螺旋方向一致；匝数越多旋光度越大；螺距小者旋光度大；分子旋光度是螺旋旋光度的代数和。 如：C1群，CS群，Ci群； 其中CS与Ci群为2阶群。 C1群 CS群 Ci群 (1) 无轴群 Ci群：分子仅有对称中心。 Cs群：分子仅有对称轴C1和对称面?v （或?h）。 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 (2) 单轴群(轴向群) ① Cn群 分子中常见的 Cn点群有：C1, C2, C3 。 Cn群分子实例 C2群 C3群 典型实例： 比较C1(2)和C2(2)有什么区别？空间想象能力，不同方位看。 ② Cnh群 在Cn的基础上加上与垂直Cn的?h。因为?hCn=Sn，所以Cnh群有Sn轴。当n为偶数时，还有对称中心，Cnh群为2n阶群，对称操作为 Cnh点群 Cn+ ?h ? Cnh 对称元素：（1）n＝偶数：Cn，?h，i，（In） （2）n＝奇数：Cn，?h，I2n 群阶：2n 对称操作：2n个 当n＝1时，C1h＝C1+ ?h ? Cs C2h = { E,C2 ,?h ,i } 反式二氯乙烯 C2h群: 反式二氯乙烯 C2h群：N2F2 Cnh群分子实例 C3h群 C2h群: N2F2 C2h群: 反式二氯乙烯 C2垂直于荧光屏, σh 在荧光屏上 ③ Cnv群 在 Cn 的基础上加上一个通过主轴的?v，由于Cn的转动，必然产生n个?v，所以 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。 H2O中的C2和两个σv 臭氧 菲 C2v CHCl3 NF3 C3v BrF5 CO2 , H2, HCl 等直线分子 C4v C?v 分子中只包含一个象转轴Sn（或反轴In）的点群。 当n为奇数时， Sn群不独立存在。 ④ Sn群 当n为偶数时，群中包含n个元素。 因为Sn=Cni， 只有当n为4的整数倍时，是独立存在的，即S4，S8等，据说S8还没有找到对应的实例，属于S4的分子很少。 S4点群的分子实例 在Cn群的基础上，加上一个垂直Cn的C2轴，由于转动，会产生n个C2轴，Cn群为2n阶。对称操作为 (3) 双轴群(二面群) ⑤ Dn群 Dn点群的分子实例 D3 D2 Cn和C2分别在什么地方？ D3 D2 在Dn群的基础上，加上一个垂直主轴的?h。由于n个C2轴与?h组合，必然产生n个?v，若主轴Cn为偶次轴，还会产生对称中心，群的阶为4n。 Dnh点群的分子实例 ⑥ 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- 典型实例： ⑦ Dnd群 在Dn 群的基础上加上一个通过主轴且又平分两个C2 轴夹角的镜面?d，群的阶为4n，属于此类点群的分子也较少。 累积式丙二烯为 D2d 点群，对称操作： 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）。 正多面体的面数(F)，顶点数(V)与棱数(E)之间存在如下关系： F+V=E+2 (4) 多面体群 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。 4.1.5 象转轴(或映轴 Sn )和旋转反映操作(?n ) 这是一个复合动作：先绕轴旋360o/n（并未进入等价图形），接着按垂直于轴的平面 ?h 进行反映（图形才进入等价图形）。对应的操作为 独立的元素 σh C2 1 4 2 S2= i 示意图 对于Sn群，当 n 为奇数时，有2n个操作，它由 Cn 和 ?h 组成；当 n 为偶数而又不为4的整数倍时，有n个操作，Sn 群可看成由有Cn/2 与 i 组成；只有S4是独立的对称操作，它包含的对称操作有 旋转90° 反映 CH4 的 四 重 象 转 轴