分子对称性 ppt课件

2 3
操作等
同于沿反时针方向的 C
1 3
操作，记作
C
-1 3
。
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主轴和副轴
一个分子中可能有几个旋转轴，其中轴次 最高的（最大）称为主轴，其余为副 轴， 一般将主轴放在z方向。
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2.1.3 反演与反映
如果分子被一平面等分为两半，任一半中的每个原子 通过此平面的反映后，能在另一半(映像)中与其相同的原 子重合，则称此分子具有一对称面(镜面)，以σ表示。据 此而进行的操作叫做对称面反映操作，或简称反映。
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含有竖直轴(通常是主轴)的平面叫做竖直对称面，
以σv表示 垂直主轴的平面叫做水平对称面，以σh表示 通过主轴并平分相邻两个二次轴(在xy平面内)夹角
的平面叫分角对称面，以σd表示
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对称中心(i)与反演操作
从分子中任一原子至分子中心连一直线，如果在其延 长线的相等距离处有一个相同原子，并且对分子中所有的 原子都成立。则称此分子具有对称中心i，通过对称中心 使分子复原的操作叫反演。如：
CO2
PtCl4
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例如：在反式—N2F2分子中，N=N的中点便是对称 中心，如果从一个F原子至中心连一直线，则在其延长 线的相等距离处会遇到第二个F原子。对于两个N原子也 存在同样的关系。 “具有对称中心的分子，其分子必定两两成对出现(中心 原子除外)”，它们与对称中心的距离相等但方向相反， 因此经由对称中心的反演结pp果t课件，是原子位置坐标变号。22
第二章分子的对称性与分子结构
内容提要：
1 掌握对称操作与对称元素的概念
2 掌握如何运用对称性知识来判断分子的偶极距、
旋光性等 3 掌握常见无机分子(离子)所属的点群
4 了解特征表的结构、意义和应用，以及如何应
用群分解公式将可约表示约化为不可约表示
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第二章分子的对称性与分子结构
2.1 对称操作与对称元素
记做Cn. n=2,旋转了2π/2= π,称为C2操作,旋转轴称作
C2轴。n=3,旋转了2π/3= 120°,称为C3操作,旋转轴
称作C3轴。
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例如：
1个C2轴
1个C5轴 5个C2轴
1个C3轴 3个C2轴
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1个C4轴 4个C2轴
1个C6轴 6个C2轴
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分子中常见的旋转轴 C2，C3， C4， C5，C6， C∞
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2.2 点对称操作群(点群)
2.2.1 群的定义、群阶 2.2.2 主要点群 2.2.3 分子点群的确定
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2.2.1 群的定义、群阶
我们称元素的某个集合形成一个群，群有着严 格的定义：“封闭性、结合律成立、存在恒等元 素、存在逆元素”。群中元素的个数，称作群阶。 例如：NH3分子：
对称面
组合
反轴或 象转轴
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注意
对称操作和对称元素是两个相互联系 的不同概念，对称操作是借助于对称元素 来实现，而一个对称元素可以对应着一个 或多个对称操作。
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2.1.2 旋转
如果分子沿顺时针方向绕一轴旋转2π/n角后能够
复原，即分子的新取向与原取向能重合，就称此操作
为旋转操作。上述旋转所围绕的轴就称作n次旋转轴，
总的来说，对于分子的对称性，即点对称性，
一共有旋转、反映、反演、旋转-反映和恒等5种点操作， 以及对应于上述操作的旋转轴、反映面、对称中心和旋
转—反映轴4种对称元素。 旋转—第一类对称操作，或实际操作； 反映、反演、旋转—反映只能在想象中实现，称作第二 类对称操作或虚操作。
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2.1.6 同类对称元素与同类操作
以H2O为例
O
H1
H2 Cˆ 2
O
H2
H1 Cˆ 2
O
H1
H2
C2
C2轴的独立动作共有2个 C ˆ 2 。
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Cˆ 3
以BF3为例
Hale Waihona Puke Baidu
Cˆ 3
Cˆ 3
在BF3分子中，绕C3轴分别旋转120、240、360度都可以使分子
复原，分别记作
C
1 3
C
2 3
C
3 3
，C
3 3
操作等同于恒等操作,而 C
对称性就是物体或图像中各部分间所具
有的相似性。物体以及图像的对称性可定义
为经过某一不改变其中任何两点间距离的操
作后能复原的性质。这样的操作称为对称操
作
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对称操作：
使物体没有变化的操作， 可分为点操作和空间操 作
对称元素：
对称操作中所凭借的元 素。
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对称元素
点
对称中心
线
面
对称轴
如果一个操作能使一个对称元素变成另一个对称元素，
那么这些对称元素就是同一类对称元素。
如：NH3分子中3个σv反映面属于同一类,因为通过C3旋转， 可以使一个σv变成另一个σv
在SF5X分子中，通过C4旋转，可推知有两类σv，通过 FSF键轴的两个σv 属于一类；平分FSF键角的两个σv属于 另一类。
2.2 点对称操作群(点群)
2.3 特征标表(了解) 2.4 对称性在无机化学中的应用
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
2.1 对称操作与对称元素
2.1.1 对称性
2.1.2 旋转
2.1.3 反演与反映
2.1.4 旋转-反映
2.1.5 恒等操作E
2.1.6 同类对称元素与对称操作
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2.1.1 对称性
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2.1.1 对称性
H2O分子中两个对称面不属于同一类，因为没有一个 操作能使这两个对称面互相变换。
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对于旋转，把等价而并不恒等的旋转操作归属于同
一类，称为同类操作。
如：NH3分子中
C
1 3
C
2 3
C
3 3
中，前两个属于同一类，
2就是 C 3 操作的阶；
CH4分子中8个 C 3 操作属于同一类。
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2.1.4 旋转-反映(Sn)
如果一个分子绕轴旋转后，再作垂直此轴的平面反 映，使分子的取向与原来的相重合，则称此分子具有旋 转-反映轴，以Sn表示。旋转-反映轴又叫反轴。有时又 称作非真轴。如：
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2.1.5 恒等操作E
一个分子在操作后，其取向与原来的恒等不变，即 分子中的每个原子都回到了原来的位置。我们称此操作 为恒等操作，记作E.