[理学]结构化学课件4第四章分子的对称性.ppt

?? 苯的主轴位于苯环中心垂直于分子平面，6个二次轴，3个分别经过 两两相对C-H键，3个分别平分6个C-C键。 ??? 分子平面即σh平面，6个σv垂直面 分别经过6个C2轴且相交于C6轴。 苯环属于D6h对称群，共有4×6＝24阶对称操作，是对称性很高的分子。 D6h点群以苯分子为例说明： D6h 夹心面包型的二苯铬（重叠型）（图V）也是D6h 对称性。 V.　二苯铬 D6h D7h 　D∞h：同核双原子分子H2、N2(图VI)、O2等，或中心对称的线型分子CO2、CS2、C2H2、Hg2Cl2等属于D∞h对称性。在分子轴线存在一个C∞轴，过分子中心又有一个垂直于分子轴的平面，平面上有无数个C2轴⊥C∞轴，还有无数个垂直面σv经过并相交于C∞轴。 VI.　N2 D∞h Dnd群由Dn群的对称元素系和通过Cn有平分2个C2轴的夹角 的n个σd组成。若Cn为奇数轴，对称元素系中含有Cn ，n个C2 ，n个 σd ，i和In，若Cn为偶数轴，对称元素系中含有Cn ，n个C2 ， n 个 σd和I2n ，注意这时不包含对称中心i。 一个分子若含有一个n重旋转轴Cn及垂直于Cn轴n个2次轴，即满足Dn群要求后，要进一步判断是Dnh或Dnd，首先要寻找有否垂直于Cn主轴的水平对称面σh。若无，则进一步寻找有否通过Cn轴并平分C2轴夹角的n个σd垂直对称面，若有则属Dnd点群，该群含4n个对称操作。 ⑺ Dnd点群 丙二烯 现以丙二烯(左图I)为例说明。沿着C=C=C键方向有C2主轴，经过中心C原子垂直于C2轴的2个C2轴，与两个平面成45°交角。但不存在一个过中心C 、垂直于主轴的平面，故丙二烯分子属D2d而不是D2h。 D2d N4S4(右图II)、As4S4的结构，是几个共边五元环围成的网络立体结构，它也是D2d对称性，C2主轴经过上下N-N键的中心，S4共平面，含有2个C2轴相互垂直。 II.　N4S4 D2d Pt4(COOR)8 (左图III) III.　Pt4(COOR)8 D2d D2d C C C H H H H D3d：TiCl62-(图I）构型为八面体沿三次轴方向压扁。 属于D3d对称性。 I.　TiCl62- D3d D3d D3d D4d：一些过渡金属八配位化合物，ReF82-、TaF83-(图II）和Mo(CN)83+等均形成四方反棱柱构型，它的对称性属D4d。 II.　TaF83- D4d S8分子为皇冠型构型，属D4d点群，C4旋转轴位于皇冠中心。4个C2轴分别穿过S8环上正对的2个S原子，4个垂直平分面把皇冠均分成八部分。(图III）　 III.　S8 D4d D4d 为了达到十八电子效应，Mn(CO)5易形成二聚体Mn2(CO)10(图IV）为减少核间排斥力，2组CO采用交错型，故对称性属D4d。 IV.　二聚体Mn2(CO)10 D4d D5d： 二茂铁（图V）分子属D5d点群。 V.　二茂铁 D5d 　　数学已证明，有且只有五种正多面体。（正多面体是指表面由同样的正多面体组成，各个顶点、各条棱等价）它们是四面体，立方体、八面体、十二面体和二十面体。 他们的面（F）、棱（E）、顶点（V） 满足Euler方程： F＋V＝E＋2 如下所示： 高阶群：  面：4个等边三角形顶点：4个棱：6条 1.四面体 五种正多面体  面：6个正方形顶点：8个顶点棱：12条 2.立方体 面：8个正三角形顶点：6个棱：12条 3.八面体 面：12个正五边形顶点：20个棱：30条 4.十二面体 面：20个正三角形顶点：12个棱：30条 5.二十面体 C n v群中有1个C n轴,通过此轴有n个σv 。阶次为2n。 若分子有n重旋转轴和通过Cn轴的对称面σ，就生成一个Cnv群。由于Cn轴的存在，有一个对称面，必然产生（n-1）个对称面。两个平面交角为π/n。它也是2n阶群。 ⑶ C n v点群： 水分子属C2v点群。C2轴经过O原子、平分∠HOH，分子所在平面是一个σv平面，另一个σv平面经过O原子且与分子平面相互垂直。 O H H 图Ⅰ.C2轴动画演示 图Ⅱ.σv平面(A)动画演示 图Ⅲ.σv平面(B)动画演示 C2轴 与水分子类似的V型分子，如SO2、NO2、ClO2、H2S, 船式环已烷(图IV)、N2H4(图V)等均属C2v点群。属C2v点群的其它构型的分子有稠环化合物菲（C14H