分子对称性和手性分子PPT课件

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9. Th群：
判据：4C3 + 3C2 +σh(或i) 独立的对称元素：4C3、3C2、3σh、i
10. T 群：
独立对称元素有4C3、3C2
Td、T和Th群也称正四面体- 群(Tetrahedral Point Groups) 25
11. Oh群：
立方体、正八面体分子 全部对称元素：
3C4, 4C3, 6C2, 9σ, I 例：SF6
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6. Dnd群
• 判据：Cn+nC2⊥Cn+σd
例：完全交错式乙烷(反式乙烷) 全部对称元素： C3, 3C2, 3σ, i, 属D3d 群
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7. Sn群
• 判据：只存在一个Sn轴 例：1,3,5,7四甲基环辛四烯对称元素：S4轴，属于S4群
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8. Td群
• 具有正四面体构型的分子全部对称元素：4C3, 3S4, 6σ • 例： 甲烷
分子中若存在一点,将每个原子通过这一点引连线并延
长到反方向等距离处而使分子复原,这一点就是对称中心i，
这种操作就是反演操作.
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(4)映轴Sn 和旋转反映操作 Sˆn
映轴对应的对称操 作是 旋转反映操作， 即分子绕轴旋转360°/n， 再对垂直于该轴的镜面 做反映而能使分子复原 的操作
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分子点群
H2S, SO2, NO2等V型分子均属于C2v 群
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例2.NH3 全部对称元素C3, 3σv 属C3v群
C3v群分子呈三角锥形
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例3：不具有对称中心的线型分子
• 全部对称元素：C∞ ， ∞σ， 属C∞v点群
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3. Cnh群
• 判据：Cn+ σh
• 例1.反式二氯乙烯，全部对称元素C2, σh, i 属 C2h群
• 在分子对称操作中，至少有一点保持不动(分子的所有对 称元素交于一点)，因此分子的对称操作群称为点群
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1. Cn群
判据：只有一个Cn轴 例如：H2O2，只有一个C2 轴，属C2群
注意：C2轴位置在两O-O原子中点与-两H原子的中点连线方向
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2. Cnv群
判据：Cn+ nσv
例1. H2O：全部对称元素：C2, 2σv 属C2v
C2⊥分子平面, σh过分子平面, 必有i
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4. Dn群
• 判据：Cn+ nC2 ⊥Cn
例：部分交错式乙烷 对称元素: C3和3C2 属D3群
C2轴在两C-C原子中点与两H原子的中点连线 -
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5. Dnh 群
• 判据：Cn+nC2⊥Cn+σh 例：乙烯全部对称元素：
3C2, 3σ, i 属D2h群
对称操作所依赖的几何 要素(点、线、面)称为对称 元素。分子中的四类对称操 作及相应的对称元素如下:
对称元素: 旋转轴 对称操作: 旋转
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（1）旋转轴Cn 和旋转操作 Cˆn
分子中若存在一条轴线，绕此轴旋转一定角度能使 分子复原，就称此轴为旋转轴, 符号为Cn . 旋转可以实际 进行，为真操作；相应地，旋转轴也称为真轴.
II. 为什么要研究分子对称性？
研究的意义：
1.能简明的表达分子模型
2.可简化分子构型的测定工作
3.帮助正确的了解分子的性质
4.指导化学合成工作
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III. 如何描述分子的对称性？
• 分子的对称性是通过对称元素和对称操作来描述的
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1. 分子的对称操作与对称元素
对称操作：不改变图形 中任何两点的距离而能使图 形复原的操作叫做对称操作；
H2O2中的C2
(旋转轴上的椭圆形为C2的图形符号。类似地，正三角
形、正方形、正六边形分别是C3、C4和- C6的图形符号）
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（2）镜面 和反映操作ˆ
分子中若存在一个平 面，将分子两半部互相反 映而能使分子复原，则该 平面就是镜面σ，这种操 作就是反映.
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(3)对称中心 i 和反演操作 iˆ
具有σ、i 和 S4 的分子无旋光性。
只有Cn
Dn
T(4C3,
3C2)
有旋光性 -
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手性分子
定义：不能与其镜像重叠(有对映异构体)的分子 称为手性分子。这种分子具有手性，正如左右手 不能完全重叠一样。
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乳酸分子即为手性分子，有对映体。 乙醇没有对映体， 因此是非手性分子。
与4个不同基团相连的碳原子称为手性碳原子(常用 *C表示),正是这种碳原子使乳酸分子产生了手性。*C只是 手性原子(又称手性中心)的一种。
只有Cn(包括C1)、Cs和Cnv的分子有偶极矩 对称元素是否相交于一点为分子是否存在偶极矩的判据
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2. 对称性与旋光性
旋光性：当平面偏振光通过手性化合物溶液后，偏振面的方向就被旋 转了一个角度。这种能使偏振面旋转的性能称为旋光性。 ➢ 手性分子都具有旋光性
凡是有对称中心和对称 面的分子，必能与其镜 像重合，则无旋光性； 否则，有旋光性。
OH
CH H
CH3
乙醇
CO2H
CO2H
H C*
*C H
OH HO
H3C
CH3
乳酸
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一、旋光度与比旋光度
（一）旋光度
Cs、Ci和C1群没有旋转轴
因此有时将Cs、Ci和C1群称为无轴群
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分子常见点群判别
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Fra Baidu bibliotek
分子的对称性及分子性质
1. 对称性及偶极矩
(1) 若分子仅有一个对称轴，则其偶极矩必须位于该轴上 (2) 分子中仅有一个镜面，则其偶极矩必须位于该面上 (3) 若分子中对称元素交于一条线，则其偶极矩必位于该交线上 (4) 若分子中的对称元素交于一点，则其偶极矩为零，分子为非极性分子
12. O群：
全部对称元素：3C4, 4C3, 6C2
Oh和O群也称正八面体群
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13. Ih 群
• 全部对称元素： 6C5, 10C3, 15C2, 15σ, i
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14. Cs 群
• 只含一个镜面
15. Ci 群
• 只含一个对称中心
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16. C1群
• 分子中仅有的对称操作是恒等操作，则分子属C1群 • 事实上，绝大多数有机和无机化合物分子都属于C1群
分子的对称性与手性分子
汇报人：代卫国
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自 然 界 中 的 对 称 性
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2
建 筑 中 的 对 称 性
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3
生 活 中 的 各 种 对 称 性
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4
微 观 世 界 的 对 称 性
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分子的对称性 Molecular Symmetry
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I. 什么是分子对称性？
分子对称性的定义：分子常常因含有若干相同原子或基团而具有某 种对称性，如果分子经过某种对称操作后，与未经操作的原有分子 无法分辨，则统称为分子对称性。