2-7点群ppt课件

1、1,第二章 共价键理论和分子结构,2-6 分子对称性,2,3,4,5,一、对称元素和对称操作,1、对称操作：每一次操作都能够产生一个和原来图形等价的图形， 经过一次或连续几次操作能使图形完全复原。,等价图形：当一个操作作用于一个分子上时，所产生的新的分子几 何图形和作用前的图形如果不借助标号（原子的标号） 是无法区分的。,初始,60,120,180,240,300,360 恒等,等价,等价,操作结果： 等价恒等,6,2、对称元素： 对分子几何图形施行对称操作时，所依赖的对称要素（点、线、面及其组合）称为对称元素。,7,3、分子的对称元素和对称操作种类：,不改变图形中任意一点的位置的操作称为恒等

2、操作。,8,9,10,平面形的BCl3分子具有一根三重轴C3和三根二重轴C2。,BF3分子有1C3、3C2,11,（3）对称面（）和反映操作,12,13,14,15,对称面与对称轴关系示意图 (P262),16,（4）,17,（5) 象转轴（Sn)和旋转反映操作,组合操作,18,19,20,总结：n为奇数，Sn=Cn+h n为偶数，不为4整数，Sn=Cn/2+i 为4整数，Sn独立存在,21,如果一个分子中存在Cn轴以及垂直于Cn轴的h 面，则必然有Sn 轴，但分子有Sn 轴不一定存在Cn轴和h 面(CH4)。,22,二、分子点群,（一）、构成群的四个条件,23,一个分子的全部对称操作（而不是

3、对称元素！）构成分子的对称操作群。群的条件相当严格，并不是任意一堆元素的集合都能称为群。 例由，就不能构成实数加法群。因为，（）群元素不满足封闭性；（）无恒等元0；（）无逆元。实际上，群的四个条件只要有一个未被满足，就不成其为群。 例所有正整数的集合不能构成实数乘法群。尽管群的封闭性和缔合性成立，也有恒等元，但除以外，其余元素均无逆元。 例包括在内的全体实数的集合虽然能构成实数加法群，却不能构成实数乘法群。因为其中的无逆元。,24,群的乘法表：h行和h列， 通常规定（列元素）（行元素）,（二）群的乘法表,先B后A操作,25,（三）群的一些相关概念,1、群的分类：点群，空间群 对称点群的特点：

4、操作时至少有一个点不动。 分子全部的对称元素至少通过一个公共点。 2、群阶：群所含的对称元素个数称为群阶 3、子群：在一些较大的群中可以找到一些较小的群，称 为子群。例如：C3v 群中有子群 C3 。子群也要 满足群的四个要求。,26,（四）分子点群（熊夫利符号）,27,分子只有一个对称元素 n 重旋转轴 Cn,1、Cn群,Cn分子具有风扇形特点,28,1,3,5-三甲基苯,1,3,5-三甲基苯是C3点群的例子，若不考虑甲基上H原子，分子的对称性可以很高，但整体考虑，C6H3(CH3)3只有C3对称元素。C3轴位于苯环中心，垂直于苯环平面，分子绕C3轴转动120，240都能复原。,C3,29,

5、2、 Cnv群,30,31,32,C4v,Cl Cl,Cl Cl,H H,H H,33,C5v,Fe,CI CI,CI CI,CI,34,3、 Cnh群,35,36,C2h,H Cl,Cl H,C2,h,i,37,萘的二氯化物,C2h,38,由于B与O原子都以Sp2杂化与其它原子成键，所以整个分子在一个平面上。C3轴位于B原子上且垂直分子平面。,H3BO3分子,C3h,39,C3h,40,C4h,41,4、 Dn群,除主轴Cn外，还有与之垂直的n条C2副轴( 但没有镜面).,42,D2 群,主轴C2垂直于荧光屏,43,唯一的C3旋转轴从xyz轴连成的正三角形中心穿过, 通向Co;,C3,C2,

6、C2,C2,三条C2旋转轴分别从每个NN键中心穿过通向Co.,D3： Co(NH2CH2CH2NH2)33+,44,5、 Dnh群,在Dn 基础上，还有垂直于主轴的镜面h .,D2h群分子结构呈长方形或长方体,45,46,D4h,47,D5h：重叠型的二茂铁属D5h对称性，IF7、UF7 -离子为五角双锥构型，也属D5h对称性。,IF7,D5h,48,49,50,6、 Dnd群,在Dn基础上, 增加了n个包含主轴且平分二次副轴夹角的镜面d.,呈交错结构,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

7、烯分子属D2d而不是D2h。,nd,51,呈上下交错的正三角形结构,52,53,俯视图,D5d：交错型二茂铁,54,7、 Sn群：,55,8、无轴群 S1=Cs,56,Ci群:,57,58,数学已证明，有且只有五种正多面体即四面体，立方体、八面体、十二面体和二十面体。,面（F）、棱（E）、顶点（V） 满足Euler方程： FVE2,9、高阶群,59,3C2：对边中点连线（3S4） 4C3：顶角与对面中心连线 6d：通过一个C2轴，平分两个C3轴夹角,d个数：C426,（1）Td群 具有正四面体构型的分子,60,Co4(CO)12,Td群,P4O6,61,（2）Oh群：（正八面体分子）,62,S

8、F6,立方烷C8H8,Oh群,63,面：12个正五边形顶点：20个棱：30条,（3）Ih群（十二面体）,64,面：20个正三角形顶点：12个棱：30条,Ih（二十面体）,B12H122-,65,C20H20,Ih群,66,C60,C60五次轴侧视图,Ih群,67,（五）,确定分子点群步骤,68,例：,69,5.有无d：有，则为D3d,70,71,（六）,1、对称性和偶极矩,（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,偶极矩 高阶群 Dn Cnh Ci ,72,2、对称性和旋光性,Cn（包括C1 ）、Dn有旋光性,判据：凡是具有Sn轴的分子因与其镜像叠合，没有旋光性。,或：具有或i或S4的分子无旋光性。,推断：,73,CH4,C2v ,C2h ,NH3,C2v ,例1：写出点群并判断分子是否有偶极矩？,D2h ,Td ,C3v ,HCl,Cv ,CO2,Dh ,7