Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)
III. ELEMENTY SYMETRII w CHEMII – SYMETRIA
WYBRANYCH CZĄSTECZEK
Symetrycznym nazywamy kaŜdy przedmiot, który moŜe mieć dwa lub więcej ustawień w przestrzeni, które nie dadzą się pomiędzy sobą odróŜnić.
1) Rozpatrzmy najpierw symetrię
δν
δ
C
ν
3
δ
cząsteczki BF3, (SO3). Jest to cząsteczka o δν
hybrydyzacji atomu centralnego typu sp2
C2
δh
a więc o budowie płaskiej, w której
C
2
C2
ligandy (tutaj atomy fluoru lub tlenu)
znajdują się w naroŜach trójkąta równobocznego.
Symetria w Chemii III
1/III
Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)
Elementy symetrii cząsteczki BF3:
-
oś ⊥ płaszczyzna symetrii → obrót o 120o
→ oś C3 OŚ TRÓJKROTNA
360o
-
ogólnie gdy α =
osie n-krotne Cn : C2, C3, C4, C6
n
-
Tutaj jeszcze 3 osie typu C2
Oś o najwyŜszej krotności to OŚ GŁÓWNA
-
Płaszczyzna symetrii (σ) - dzieli cząsteczkę na 2 części mające się do siebie jak przedmiot do odbicia w lustrze
σv - płaszczyzna na której leŜy oś główna
σh - płaszczyzna ⊥ do osi głównej
-
Tutaj 3 x σv i 1 x σh
Symetria w Chemii III
2/III
Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)
-
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 - Sn.
Jest to obrót wokół osi symetrii o kąt 360o/n z równoczesnym odbiciem w płaszczyźnie symetrii ⊥ do osi obrotu.
2) Cząsteczka CCl4, (CH4) - występuje tu oś S4
C -
z
Cl -
x
y
Symetria w Chemii III
3/III
Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)
3) Cząsteczka H2O
C2
δν'
δν"
H-
O -
Elementami symetrii są tutaj:
- oś dwukrotna C2,
- dwie płaszczyzny symetrii typu δν tj. δν' i δν"
Symetria w Chemii III
4/III
Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)
4) Cząsteczka NH3
C3
- N - H
δν'
Elementami symetrii są tutaj:
- oś C3,
- 3 płaszczyzny symetrii δν tj. δν', δν'' i δν'''
(na rysunku pokazano jedynie δν')
Symetria w Chemii III
5/III
Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)
5) Cząsteczki SF6, [Fe(CN)6]4-, [Co(NH3)6]3+
Elementami symetrii są tutaj:
- 3 osie czterokrotne C4,
- 4 osie trójkrotne C3,
- 6 osi dwukrotnych C2,
- środek symetrii (i),
- 9 płaszczyzn symetrii,
- δd płaszczyzna symetrii (na której leŜą osie C4 i C2),
- 3 osie S4,
- 4 osie S6.
Symetria w Chemii III
6/III
Władysław Walkowiak Chemia Nieorganiczna II (PWr)
Na rysunku pokazano dla cząsteczki SF6
tylko niektóre
elementy symetrii:
po jednej C2, C3,
C4, δv i δd
Zbiór wszystkich operacji symetrii, jakie moŜna wykonać na danej cząsteczce nazywamy punktową
grupą symetrii.
Koniec rozdziału III-go.
Symetria w Chemii III
7/III