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