Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)

Symetria w Chemii III

1/III

III.

ELEMENTY SYMETRII w CHEMII – SYMETRIA

WYBRANYCH CZĄSTECZEK

Symetrycznym nazywamy każdy przedmiot, który może mieć dwa

lub więcej ustawień w przestrzeni, które nie dadzą się pomiędzy

sobą odróżnić.

1) Rozpatrzmy najpierw symetrię

cząsteczki BF

3

, (SO

3

). Jest to cząsteczka o

hybrydyzacji atomu centralnego typu sp

2

a więc o budowie płaskiej, w której

ligandy (tutaj atomy fluoru lub tlenu)

znajdują się w narożach trójkąta

równobocznego.

C

2

C

2

C

2

C

3

δδδδ

νννν

δδδδ

νννν

δδδδ

δδδδ

νννν

δδδδ

h

Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)

Symetria w Chemii III

2/III

Elementy symetrii cząsteczki BF

3

:

-

oś

⊥

⊥⊥

⊥

płaszczyzna symetrii

→

→

→

→

obrót o 120

o

→

→

→

→

oś C

3

OŚ TRÓJKROTNA

-

ogólnie gdy

αααα

=

360

n

o

osie n-krotne C

n

: C

2

, C

3

, C

4

, C

6

-

Tutaj jeszcze 3 osie typu C

2

Oś o najwyższej krotności to OŚ GŁÓWNA

-

Płaszczyzna symetrii (

σσσσ

) - dzieli cząsteczkę na 2 części mające się do siebie jak przedmiot

do odbicia w lustrze

σσσσ

v

- płaszczyzna na której leży oś główna

σσσσ

h

- płaszczyzna

⊥

⊥⊥

⊥

do osi głównej

-

Tutaj 3 x

σσσσ

v

i 1 x

σσσσ

h

Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)

Symetria w Chemii III

3/III

-

Inny element symetrii to tzw. środek symetrii (i) - inwersja

→

→

→

→

jądro o współrzędnych

(x,y,z) zmienia parametry na (-x,-y,-z)

-

Oś przemienna n-krotna - S

n

.

Jest to obrót wokół osi symetrii o kąt 360

o

/n z równoczesnym odbiciem w płaszczyźnie

symetrii

⊥

⊥⊥

⊥

do osi obrotu.

2)

Cząsteczka CCl

4

, (CH

4

) - występuje tu oś S

4

z

y

x

C -

Cl -

Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)

Symetria w Chemii III

4/III

3) Cząsteczka H

2

O

C

2

δδδδ

νννν

'

δδδδ

νννν

"

H-

O -

Elementami symetrii są tutaj:

- oś dwukrotna C

2

,

- dwie płaszczyzny symetrii typu

δδδδ

νννν

tj.

δδδδ

νννν

' i

δδδδ

νννν

"

Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)

Symetria w Chemii III

5/III

4)

Cząsteczka NH

3

C

3

- N - H

δδδδ

νννν

'

Elementami symetrii są tutaj:

- oś C

3

,

- 3 płaszczyzny symetrii

δδδδ

νννν

tj.

δδδδ

νννν

',

δδδδ

νννν

'' i

δδδδ

νννν

'''

(na rysunku pokazano jedynie

δδδδ

νννν

')

Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)

Symetria w Chemii III

6/III

5)

Cząsteczki SF

6

, [Fe(CN)

6

]

4-

, [Co(NH

3

)

6

]

3+

Elementami symetrii są tutaj:

- 3 osie czterokrotne C

4

,

- 4 osie trójkrotne C

3

,

- 6 osi dwukrotnych C

2

,

- środek symetrii (i),

- 9 płaszczyzn symetrii,

-

δδδδ

d

płaszczyzna symetrii (na której leżą osie C

4

i C

2

),

- 3 osie S

4

,

- 4 osie S

6

.

Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)

Symetria w Chemii III

7/III

Na rysunku pokazano dla cząsteczki SF

6

tylko niektóre

elementy symetrii:

po jednej C

2

, C

3

,

C

4

,

δδδδ

v

i

δδδδ

d

Zbiór wszystkich operacji symetrii, jakie można

wykonać na danej cząsteczce nazywamy punktową

grupą symetrii.

Koniec rozdziału III-go.