结构化学第三章教案.ppt

第三章 分子对称性和分子点群 §3.1 分子的对称性 3.1.2 分子的对称操作 对称面分成三类： 例：H2O 复合操作 例：CH4 § 3.2 分子点群 3.2.2 分子的点群 (2) D类群 例1：BF3 例2：交叉式乙烷 例3：非交叉非重迭式乙烷 (3) C类群 例1：反式 CHCl=CHCl 例2：NH3 分子点群的确定 总结 确定点群一定要按着上述顺序 例2：CH2Cl2 例3：B2H6 例4：Co(NH3)4Cl Br 3.2.3 群的乘法表 C2v乘法表 3.2.4 分子偶极矩的预测 * Chapter 3. Molecular Symmetry and Group Theory 生 物 界 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 例：苯 C6 C2 C2 n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? /n 例：苯 分子平面 对称面 ?h ①垂直主轴的对称面: ?h ②包含主轴的对称面: ?v ③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（ ） ?d C2 C2 ?v O H H C2 ?v’ (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（ ） 本身并不存在C4 和?h 但存在 S4 H H H H C S4 通常，有Cn和?h，必有Sn 。 无Cn和?h， Sn可有可无。 5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，且平分两个C2轴夹角 ?v’ 分子中所有对称操作的集合 分子点群 例：H2O ?v C2 熊夫里符号 (1) 特殊群 ① Td 群： 正四面体构型的分子。 如CH4, CCl4, SiH4 ② Oh 群： 正八面体构型的分子。 如 SF6 ,Fe(CN)6]4- 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 ③ Dn群 D类群 ，无? ② Dnd 群 D类群 + ?d ① Dnh 群 D类群 + ?h C类群 D3h群 返回 ?h ?h(分子平面) C2 3个C2 , C3 C3 ， C2 C2 C2 过C－C中点，垂直于C3 C3 C3， C2 C2 3个C2 D3d群 返回 ?d , ?d C2 C3 C3， C2 C2 3个C2 , 无? D3 群 返回 Cn + ?h ① Cnh 群 有Cn， 无垂直于该轴的C2 返回例1 返回例2，3 n个 ?v Cn + ② Cnv 群 仅有Cn ，无? ③ Cn 群 ?h 分子平面 C2h 群 C2 垂直于分子平面 返回 C3 ?v ?v” ?v’ C3v 群 C3 群 例3：CH3-CCl3 非交叉非重迭式 返回 N H H H C3 有i 无i D∞h CO2 起点 线性分子 非线性分子 HCN C∞v Td CH4 Oh SF6 正四面体 正八面体 特殊构型 返回 n个垂直于 该轴的C2 D群 C群 非线性分子 有Cn 无Cn ?d 交叉式乙烷 Dnd ?h BF3 Dnh 无? Dn 非交叉非重迭式乙烷 ?h CHCl=CHCl 反式 Cnh ?v NH3 ,H2O Cnv 无? CH3-CCl3 非交叉非重迭式 Cn 有Cn 非线性分子 无Cn D群 C群 无n个垂直于该轴的C2 Sn Sn 1，3，5，7－ 四甲基环辛四烯 返回 无Cn 非线性分子 有Cn Cs σ 反之 C1 Ci i 交叉式 i 总结 1，3，5，7－ 四甲基环辛四烯 C2 ?h D∞h 群 返回 C∞ 主轴 ?v 无数个 C∞ C∞v 群 S4群 S4 返回 正四面体 Td 正八面体 Oh C群 Cnh Cnv Cn 分子点群 Cs Ci Sn C1 其它 线性分子 D∞h C∞v 左右对称 反之 D群 Dnd Dn Dnh 有轴群 例1：苯 ?h C2 C2 ﹢ ?h D6h群 C6 C6 ＋ 6C2 D类群 返回 ?d D6d C2v 群 H Cl Cl C H