结构化学第三章分子对称性和分子点群教案.ppt

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1、第三章分子对称性和分子点群Chapter3.MolecularSymmetryandGroupTheory1生物界的对称性2§3.1分子的对称性例：对称元素—实现对称操作所依赖的点、线、面。对称操作—操作前后,分子完全复原。以B原子为支点在分子平面上转120°、240°….分子可以完全复原。3.1.1对称操作和对称元素33.1.2分子的对称操作例：苯C6C2C2n值最大的轴——主轴每个分子都有(1)恒等元素（E）和恒等操作（）不动(2)旋转轴（Cn）和旋转操作（）旋转轴的轴次旋转2/n4对称面分成三类：例：苯分子平面对称面h①垂直主轴的对称面:h②包含主轴的

2、对称面:v③包含主轴，且平分两个C2轴夹角:d（镜面）（照镜子）(3)对称面（）和反映操作（）dC2C25例：H2OvOHHC2v’6复合操作(4)对称中心（i）和反演操作（）顺序无关旋转2/n,并作垂直此轴的反映操作例：i(5)象转轴（Sn）和旋转反映操作（）7例：CH4本身并不存在C4和h但存在S4HHHHCS4通常，有Cn和h，必有Sn。无Cn和h，Sn可有可无。85种对称元素(4)对称中心(1)恒等元素每个分子都有(2)旋转轴主轴次轴(5)象转轴旋转+反映(3)对称面①h:垂直主轴的对称面②v:包含主轴的对称面③d:包含主轴，且平

3、分两个C2轴夹角9v’§3.2分子点群分子中所有对称操作的集合分子点群例：H2OvC2熊夫里符号103.2.2分子的点群(1)特殊群①Td群：正四面体构型的分子。如CH4,CCl4,SiH4②Oh群：正八面体构型的分子。如SF6,Fe(CN)6]4-11(2)D类群有Cn,n个垂直于该轴的C2轴返回例3返回例2返回例1返回顺序③Dn群D类群，无②Dnd群D类群+d①Dnh群D类群+hC类群12例1：BF3D3h群返回hh(分子平面)C23个C2,C3C3，13例2：交叉式乙烷C2C2C2过C－C中点，垂直于C3C3C3，C2C23个C2D3d群返回

4、d,d14例3：非交叉非重迭式乙烷C2C3C3，C2C23个C2,无D3群返回15(3)C类群Cn+h①Cnh群有Cn，无垂直于该轴的C2返回例1返回例2，3n个vCn+②Cnv群仅有Cn，无③Cn群16h分子平面例1：反式CHCl=CHClC2h群C2垂直于分子平面返回17例2：NH3C3vv”v’C3v群C3群例3：CH3-CCl3非交叉非重迭式返回NHHHC318分子点群的确定有i无iD∞hCO2起点线性分子非线性分子HCNC∞vTdCH4OhSF6正四面体正八面体特殊构型返回19n个垂直于该轴的C2D群C群非线性分子有Cn无Cnd交叉式

5、乙烷DndhBF3Dnh无Dn非交叉非重迭式乙烷20hCHCl=CHCl反式CnhvNH3,H2OCnv无CH3-CCl3非交叉非重迭式Cn有Cn非线性分子无CnD群C群无n个垂直于该轴的C221SnSn1，3，5，7－四甲基环辛四烯返回无Cn非线性分子有CnCsσ反之C1Cii交叉式i总结221，3，5，7－四甲基环辛四烯C2hD∞h群返回C∞主轴v无数个C∞C∞v群S4群S4返回23总结正四面体Td正八面体OhC群CnhCnvCn分子点群CsCiSnC1其它线性分子D∞hC∞v左右对称反之D群DndDnDnh有轴群24确定点群一定要按着上述顺序例

6、1：苯hC2C2﹢hD6h群C6C6＋6C2D类群返回dD6d25例2：CH2Cl2C2v群HClClCHvC226h例3：B2H6D2h群C2C2C227例4：Co(NH3)4ClBrC4v群假设NH3的配位体为球体vC4283.2.3群的乘法表点群的元素之间的“乘法”即一个操作后接另一个操作。由于群的封闭性，任意元素的乘积仍然属于该群。群的阶：群中元素的个数。例：H2O4阶群29C2v乘法表C2vv’vC2303.2.4分子偶极矩的预测对称性旋光性,偶极矩分子极性②分子中仅有一对称面时,偶极矩在此平面上.例:①分子中仅有Cn轴时，偶极矩在此轴上

7、.非交叉非重叠例:C331·i③分子中有多个对称面时，偶极矩在对称面的交线上.例：NH3分子④有对称中心或两个对称元素交于一点或多个不重合的轴无偶极矩32