2015年《结构化学》电子课件-孙宏伟PPT-Chap6-分子对称性.pptx

第六章 分子结构 IV分子对称性 Molecular Symmetry;自然界中的对称性;建筑中的对称性;生活中的各种对称性;微观世界的对称性;§6.1 对称操作和对称元素 ;映轴 Sn;甲烷中C3轴 ? = 120°;一个Cn轴包含n个旋转操作 ：;若分子存在多个旋转轴，轴次最高的为主轴， 其余为副轴;6.1.3 镜面? 及反映操作 ?;H2O;反式二氯乙烯;完全交叉式乙烷;6.1.4 对称中心 i 和反演(倒反)操作i;6.1.5 映轴Sn和旋转反映操作Sn;映轴存在的情况： ;映轴包含的对称操作分析 ;§6.2 群的基础知识;6.2.2 群的乘法表;6.2.3 对称元素的组合规律 ;　　;NH3; 当分子存在着偶次轴以及与之相垂直的镜面时，则二者的交点必然是对称中心 C2n+?h?i ?h+i?C2n C2n+i??h ;6.2.4 如何找出分子中全部独立的对称元素 ;§6.3 分子点群;6.3.2 Cn 群 判据：只有一个Cn轴 例1：H2O2，只有一个C2 轴，属C2 群;C2 群分子;例2：部分??叉式1,1,1-三氯代乙烷 全部对称元素C3 属C3群 ;9-methylphenalene;轴次更高的Cn群分子非常罕见 ;Cn群分子一般都具有风扇型的特点;环三肽;杯 [4] 芳 烃;6.3.3 Cnv 群 判据：Cn+ n?v ;邻菲罗啉、吡啶、环戊烯、甲醛、丙酮、呋喃、顺式丁二烯和环己烷(船式构象)等许多近似呈V型的分子都属于C2v群 ;例2：NH3 全部对称元素C3, 3? 属C3v群;三聚甲醛(三氧六环);C4v群 ;IF5;6.3.4 Cnh 群 判据：Cn + ?h 例1：反式二氯乙烯，全部对称元素 C2, ?, i, C2h群 ;1,5-萘啶;Cn, Cnv, Cnh群只有一个独立的旋转轴，所以又称轴向群(单轴群、Cyclic point group);6.3.5 Dn群 判据：Cn+ nC2 ? Cn 例 部分交错式乙烷 对称元素: C3 和3C2 属D3群;扭曲烷(twistane) ;6.3.6 Dnh 群 判据：Cn+ nC2?Cn +?h ;分子结构呈长方形(菱形、十字形)，如萘、对二氯苯、1,4-环己二烯、草酸根离子、对苯醌等，或分子结构呈长方体(菱形柱)，如宝塔烷(Pagodane)和重排甾烷(diasterane)等均属于D2h群 ;例2. 环丙烷 全部对称元素:C3 , 3C2 , 4? 属D3h群;D3h群分子多呈平面正三角形、正三棱柱或三角双锥结构 ;例3. 苯 全部对称元素：C6 , 6C2 , 7? , i 属D6h群;例4. 同核双原子分子，具有对称中心的线型分子 全部对称元素: C?,?C2, ?? (?h+??v), i 属D?h群;PtCl42-;D8h群;6.3.7 Dnd群 判据：Cn+ nC2?Cn +?d;呈上下交错的十字结构 ;例2 完全交错式乙烷(反式乙烷) 全部对称元素：C3, 3C2, 3?, i 属 D3d 群;D3d呈上下交错的正三角形结构 ;S8 D4d;6.3.8 Sn群 判据：只存在一个Sn轴;其它Sn群分子;C3i群 属于C3i群的分子很少 C3+i S6;6.3.9 Td群 具有正四面体构型的分子 全部对称元素：4C3, 3S4, 6? 例 甲烷 ;其它Td 群分子;六甲烯胺 ;Th群 判据：4C3 + 3C2 + ?h(或i)。 独立的对称元素：4C3、3C2、3?h、i;Td、T和Th群也称正四面体群(Tetrahedral Point Groups) ;6.3.10 Oh群， 立方体、正八面体分子 全部对称元素：3C4, 4C3, 6C2, 9?, i 例 SF6 ;立方烷;O群 全部对称元素：3C4, 4C3, 6C2 ;6.3.11 Ih 群 6C5, 10C3, 15C2, 15?, i ;B12H122-;6.3.12 Cs 群 只含一个镜面 ;bicyclo[2,2,1]-2-heptene ;6.3.13 Ci 群 只含一个对称中心;酒石酸 ;6.3.14 C1群 ;6.3.15 分子常见点群判别;确定分子所属点群的步骤： (1) 如分子为线形分子，根据是否有i判断其是D?h还是C?v (2) 判断分子是否具有多个高次轴(球内接正多面体)，再根据分子的对称中心和镜面的性质判断其所属点群 (3) 判断分子是否为无轴群，这样的分子对称性比较低，然后根据其对称元素确定属于Cs、Ci和C1的