Математические
структурные
модели
Пространственная форма молекул
и
точечные группы симметрии
ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ ОБЪЕКТ
ТОЧЕЧНАЯ ГРУППА СИММЕТРИИ
C2v |
Td |
Oh |
|
|
H2O |
CH4 |
SF6 |
|
|
H2S |
SiF4 |
W(CO)6 |
||
SCl |
SnCl |
[Ni(NH |
) |
]2+ |
2 |
4 |
3 |
6 |
|
Одинаковая симметрия — одинаковые свойства
Физико-химические приложения теории симметрии
•Построение атомных и молекулярных орбиталей
•Построение нормальных колебаний молекул
•Правила отбора в спектроскопии
•Разделение элементарных химических реакций на «разрешенные» и «запрещенные»
•Классификация свойств атомов и молекул по «типам симметрии»
ОПЕРАЦИИ
СИММЕТРИЯ cимметрии
{ F1 F2 … }
Операция симметрии — процедура, выполняемая над объектом, конечный результат которой невозможно обнаружить посредством каких-либо экспериментальных наблюдений или измерений.
Поворот |
|
Поворот |
на 45 о |
|
на 90 о |
Операция |
|
Операция |
|
||
симметрии |
симметрии |
|
ОПЕРАЦИЯ СИММЕТРИИ
не оставляет после своего завершения обнаруживаемых последствий в объекте
Виды операций симметрии
СДВИГИ во времени и в пространстве
t |
x |
t1 |
t2 |
t |
x1 |
x2 |
x |
Однородность времени |
|
Однородность пространства |
|||
Закон сохранения ЭНЕРГИИ |
Закон сохранения ИМПУЛЬСА |
||||
СТАЦИОНАРНЫЕ |
|
ИЗОЛИРОВАННЫЕ |
|
||
объекты |
|
|
объекты |
|
|
сдвиг во |
|
|
сдвиг в |
|
|
времени — |
|
|
пространстве — |
|
|
операция |
|
|
операция |
|
|
симметрии |
|
|
симметрии |
|
|
ПЕРЕСТАНОВКИ (составные объекты, содержащие физически неразличимые фрагменты)
2 |
1 |
Р12 |
1 |
2 |
Р14 |
4 |
2 |
3 |
4 |
|
3 |
4 |
|
3 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р123 |
Р1234 |
2 |
3 |
2 |
4 |
1 |
4 |
1 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
8 |
1 |
2 |
3 |
4 |
7 |
6 |
5 |
|
|
Операции перестановочной симметрии
1)перестановки 3 атомов углерода (6 шт.)
2)перестановки 8 атомов водорода (40320 шт.)
ВСЕГО: 6 40320 = 241920 шт.
(группа перестановок ядер — ГПЯ)
При операциях «не симметрии» свойства молекулы изменяются
При операциях |
|
РНС |
симметрии |
|
|
свойства |
|
2 |
молекулы не |
1 |
|
изменяются |
|
|
8 |
1 |
2 |
РС1С2 |
7 |
6 |
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
||
8 |
2 |
1 |
3 |
4 |
1
1 8
7
3
3 4
5
2
81
2 3
2 3 4
6 5
РН1Н2
1 3
2 3 4
7 |
6 |
5 |
7 |
6 |
5 |
|
|
|
|