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《分子對(duì)稱性和手性分子.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、分子的對(duì)稱性與手性分子匯報(bào)人：代衛(wèi)國(guó)自然界中的對(duì)稱性建筑中的對(duì)稱性生活中的各種對(duì)稱性微觀世界的對(duì)稱性分子的對(duì)稱性MolecularSymmetry什么是分子對(duì)稱性？分子對(duì)稱性的定義：分子常常因含有若干相同原子或基團(tuán)而具有某種對(duì)稱性，如果分子經(jīng)過(guò)某種對(duì)稱操作后，與未經(jīng)操作的原有分子無(wú)法分辨，則統(tǒng)稱為分子對(duì)稱性。為什么要研究分子對(duì)稱性？研究的意義：1.能簡(jiǎn)明的表達(dá)分子模型2.可簡(jiǎn)化分子構(gòu)型的測(cè)定工作3.幫助正確的了解分子的性質(zhì)4.指導(dǎo)化學(xué)合成工作如何描述分子的對(duì)稱性？分子的對(duì)稱性是通過(guò)對(duì)稱元素和對(duì)稱操作來(lái)描述的對(duì)稱操作：不改變圖
2、形中任何兩點(diǎn)的距離而能使圖形復(fù)原的操作叫做對(duì)稱操作；對(duì)稱操作所依賴的幾何要素(點(diǎn)、線、面)稱為對(duì)稱元素。分子中的四類(lèi)對(duì)稱操作及相應(yīng)的對(duì)稱元素如下:1.分子的對(duì)稱操作與對(duì)稱元素對(duì)稱元素:旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱操作:旋轉(zhuǎn)分子中若存在一條軸線，繞此軸旋轉(zhuǎn)一定角度能使分子復(fù)原，就稱此軸為旋轉(zhuǎn)軸,符號(hào)為Cn.旋轉(zhuǎn)可以實(shí)際進(jìn)行，為真操作；相應(yīng)地，旋轉(zhuǎn)軸也稱為真軸.H2O2中的C2(旋轉(zhuǎn)軸上的橢圓形為C2的圖形符號(hào)。類(lèi)似地，正三角形、正方形、正六邊形分別是C3、C4和C6的圖形符號(hào)）（1）旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)操作（2）鏡面和反映操作分子中若存在一個(gè)平面，將分
3、子兩半部互相反映而能使分子復(fù)原，則該平面就是鏡面σ，這種操作就是反映.(3)對(duì)稱中心和反演操作分子中若存在一點(diǎn),將每個(gè)原子通過(guò)這一點(diǎn)引連線并延長(zhǎng)到反方向等距離處而使分子復(fù)原,這一點(diǎn)就是對(duì)稱中心i，這種操作就是反演操作.映軸對(duì)應(yīng)的對(duì)稱操作是旋轉(zhuǎn)反映操作，即分子繞軸旋轉(zhuǎn)360°/n，再對(duì)垂直于該軸的鏡面做反映而能使分子復(fù)原的操作(4)映軸和旋轉(zhuǎn)反映操作分子點(diǎn)群在分子對(duì)稱操作中，至少有一點(diǎn)保持不動(dòng)(分子的所有對(duì)稱元素交于一點(diǎn))，因此分子的對(duì)稱操作群稱為點(diǎn)群1.Cn群判據(jù)：只有一個(gè)Cn軸例如：H2O2，只有一個(gè)C2軸，屬C2群注意：
4、C2軸位置在兩O-O原子中點(diǎn)與兩H原子的中點(diǎn)連線方向2.Cnv群判據(jù)：Cn+nσv例1.H2O：全部對(duì)稱元素：C2,2σv屬C2vH2S,SO2,NO2等V型分子均屬于C2v群例2.NH3全部對(duì)稱元素C3,3σv屬C3v群C3v群分子呈三角錐形例3：不具有對(duì)稱中心的線型分子全部對(duì)稱元素：C∞，∞σ，屬C∞v點(diǎn)群3.Cnh群判據(jù)：Cn+σh例1.反式二氯乙烯，全部對(duì)稱元素C2,σh,i屬C2h群C2⊥分子平面,σh過(guò)分子平面,必有i4.Dn群判據(jù)：Cn+nC2⊥Cn例：部分交錯(cuò)式乙烷對(duì)稱元素:C3和3C2屬D3群C2軸在兩C-
5、C原子中點(diǎn)與兩H原子的中點(diǎn)連線5.Dnh群判據(jù)：Cn+nC2⊥Cn+σh例：乙烯全部對(duì)稱元素：3C2,3σ,i屬D2h群6.Dnd群判據(jù)：Cn+nC2⊥Cn+σd例：完全交錯(cuò)式乙烷(反式乙烷)全部對(duì)稱元素：C3,3C2,3σ,i,屬D3d群7.Sn群判據(jù)：只存在一個(gè)Sn軸例：1,3,5,7四甲基環(huán)辛四烯對(duì)稱元素：S4軸，屬于S4群8.Td群具有正四面體構(gòu)型的分子全部對(duì)稱元素：4C3,3S4,6σ例：甲烷9.Th群：判據(jù)：4C3+3C2+σh(或i)獨(dú)立的對(duì)稱元素：4C3、3C2、3σh、iTd、T和Th群也稱正四面體群(Te
6、trahedralPointGroups)10.T群：獨(dú)立對(duì)稱元素有4C3、3C211.Oh群：立方體、正八面體分子全部對(duì)稱元素：3C4,4C3,6C2,9σ,I例：SF612.O群：全部對(duì)稱元素：3C4,4C3,6C2Oh和O群也稱正八面體群13.Ih群全部對(duì)稱元素：6C5,10C3,15C2,15σ,i14.Cs群只含一個(gè)鏡面15.Ci群只含一個(gè)對(duì)稱中心16.C1群分子中僅有的對(duì)稱操作是恒等操作，則分子屬C1群事實(shí)上，絕大多數(shù)有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物分子都屬于C1群Cs、Ci和C1群沒(méi)有旋轉(zhuǎn)軸因此有時(shí)將Cs、Ci和C1群稱為無(wú)軸
7、群分子常見(jiàn)點(diǎn)群判別分子的對(duì)稱性及分子性質(zhì)1.對(duì)稱性及偶極矩(1)若分子僅有一個(gè)對(duì)稱軸，則其偶極矩必須位于該軸上(2)分子中僅有一個(gè)鏡面，則其偶極矩必須位于該面上(3)若分子中對(duì)稱元素交于一條線，則其偶極矩必位于該交線上(4)若分子中的對(duì)稱元素交于一點(diǎn)，則其偶極矩為零，分子為非極性分子只有Cn(包括C1)、Cs和Cnv的分子有偶極矩對(duì)稱元素是否相交于一點(diǎn)為分子是否存在偶極矩的判據(jù)2.對(duì)稱性與旋光性旋光性：當(dāng)平面偏振光通過(guò)手性化合物溶液后，偏振面的方向就被旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度。這種能使偏振面旋轉(zhuǎn)的性能稱為旋光性。手性分子都具有旋光性具
8、有σ、i和S4的分子無(wú)旋光性。只有CnDnT(4C3,3C2)有旋光性凡是有對(duì)稱中心和對(duì)稱面的分子，必能與其鏡像重合，則無(wú)旋光性；否則，有旋光性。手性分子定義：不能與其鏡像重疊(有對(duì)映異構(gòu)體)的分子稱為手性分子。這種分子具有手性，正如左右手不能完全重疊一樣。乳酸分子即為手性分子，有對(duì)映體。
