Реферат: Симетрія молекул
Уявлення про симетрію дуже важливі у зв’язку, як з теоретичним, так і експериментальним вченням про будову молекул. Основні принципи симетрії використовуються у квантовій механіці, молекулярній спектроскопії та для визначення структури за допомогою дифракції нейтронів, електронів і рентгенівського випромінювання. Симетричними називаються предмети , які при дії на них операцій симетрії здатні до самосуміщення. Встановлення симетрії молекул здійснюється за допомогою елементів симетрії. Елементи симетрії – це уявні геометричні образи, за допомогою яких встановлюється симетрія молекул. Для опису симетрії молекул використовують п’ять типів елементів симетрії:
1) центр симетрії;
2) вісь власного обертання;
3) зеркальна площина;
4) інверсійні осі, або зеркально-поворотні осі;
5) елемент тотожності.
Кожен з цих елементів має зв’язану з ним операцію симетрії. Операція симетрії – це дія над молекулою із метою встановлення її симетрії. Елементи і операції симетрії зв’язані між собою. Цей зв’язок приведений в табл. 1.
Таблиця 1. Елементи симетрії і зв’язані з ними операції
| Символ | Елемент | Операція |
i( ) (C) | Центр симетрії | Проекція через центр симетрії на рівну віддаль на другий бік від центру |
| Cn(n) Lh | Вісь власного обертання |
Поворот за годинниковою стрілкою навколо осі на кут 2π/n (або 360/n) |
| σh (n) p |
Горизонтальна зеркальна площина, перпендикуляр на головній осі Сn |
Відбиття в площині симетрії |
 , Lin | Інверсійна вісь |
Поворот за годинниковою стрілкою навколо осі Сn – на кут 360/n з наступним відбиттям в центрі симетрії перпендикулярній цій осі (тобто комбінована операція Сn-обертання з наступним відбиттям взеркальній площині σn |
| Sn | Зеркально-поворотна вісь |
Поворот за годинниковою стрілкою навколо осі на кут 360/n з наступним від- биттям у перпендикулярній площині |
| Еi (L1 )1 | Елемент тотожності | Відповідає повороту на 360° |
Центр симетрії і операції інверсії . Молекула має центр симетрії (i), якщо пряма лінія, проведена від будь-якого атома через центр молекули, перетне еквівалентний атом, розміщений на рівній віддалі від центра. Центр симетрії є елементом симетрії, а відповідна операція – інверсія через центр , при якій половина молекули може бути одержана з іншої половини. Дія операції інверсії полягає в перетворенні координат точки (x, y, z) в координати (–x, – y, – z). Операції інверсії можна представити:
Якщо операцію інверсії провести два рази, то одержується початкова конфігурація:
Таким чином, послідовне проведення операції (i) парну кількість раз дає операцію Е (тотожність).
Приклади центросиметричних молекул: С6 Н6 , SF6 , CO2 , C2 H4 .
Вісь симетрії і операція обертання . Вісь симетрії – це лінія, поворот навколо якої на кут 360/n дає структуру, що самосуміщається з вихідною. Операцію обертання позначають символом Cn (Ln ) або n, де n– порядок обертання. Обертання за годинниковою стрілкою вважається додатнім. Якщо вісь z є вісь обертання С2 , то дія операції обертання полягає в перетворенні координат (x, y, z) в координати (–x, – y, – z). Операцію обертання С2 можна представити так:
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--