Władysław Walkowiak Podstawy Chemii Nieorganicznej - kurs WPC2002w

Wykład 3.

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.

δν

δ

C

ν

3

δ

1) Rozpatrzmy najpierw symetrię

δν

cząsteczki BF3, (SO3).

Jest to cząsteczka o hybrydyzacji

C2

δh

atomu centralnego typu

C

sp2

2

C2

a więc o budowie płaskiej,

w której ligandy (tutaj atomy

fluoru) znajdują się w narożach

Wyklad 3. Symetria w chemii

1/7

trójkąta równobocznego.

Władysław Walkowiak Podstawy Chemii Nieorganicznej - kurs WPC2002w

Elementy symetrii:

- oś ⊥ płaszczyzna symetrii → obrót o 120o

→ oś C3 OŚ TRÓJKROTNA

o

- ogólnie gdy α

360

=

osie n-krotne Cn : C2, C3, C4, C6

n

-

Tutaj jeszcze 3 osie typu C2

Oś o najwyższej 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 leży oś główna σh - płaszczyzna ⊥ do osi głównej

- Tutaj 3 x σv i 1 x σh

Wyklad 3. Symetria w chemii

2/7

Władysław Walkowiak Podstawy Chemii Nieorganicznej - kurs WPC2002w

- 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

Wyklad 3. Symetria w chemii

3/7

Władysław Walkowiak Podstawy Chemii Nieorganicznej - kurs WPC2002w

3) Cząsteczka H2O

C2 δν'

δν"

H-

O -

Elementami symetrii są tutaj:

- oś dwukrotna C2,

- dwie płaszczyzny symetrii typu δν tj. δν' i δν"

Wyklad 3. Symetria w chemii

4/7

Władysław Walkowiak Podstawy Chemii Nieorganicznej - kurs WPC2002w

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')

Wyklad 3. Symetria w chemii

5/7

Władysław Walkowiak Podstawy Chemii Nieorganicznej - kurs WPC2002w

5) Cząsteczka SF6, [Fe(CN)6]4-, [Co(NH3)6]3+

Elementami symetrii są:

- 3 osie czterokrotne C4,

- 4 osie trójkrotne C3,

- 6 osi dwukrotnych C2,

- środek symetrii (i),

- 9 płaszczyzn symetrii,

- δd płaszczyzna symetrii (na której leżą osie C4 i C2),

- 3 osie S4,

- 4 osie S6.

Wyklad 3. Symetria w chemii

6/7

Władysław Walkowiak Podstawy Chemii Nieorganicznej - kurs WPC2002w

Na rysunku pokazano

dla cząsteczki SF6

tylko niektóre

elementy symetrii:

po jednej C2, C3, C4, δv i δd

Zbiór wszystkich operacji symetrii,

jakie można wykonać na danej cząsteczce

nazywamy punktową grupą symetrii.

Koniec rozdziału III-go .

Wyklad 3. Symetria w chemii

7/7