Nokta grupları Point group quantitative measure of amount of symmetry possessed by a molecule. Aynı simetri elemanlarına sahip moleküllerin nokta grupları aynıdır. Her molekül.

Download Report

Transcript Nokta grupları Point group quantitative measure of amount of symmetry possessed by a molecule. Aynı simetri elemanlarına sahip moleküllerin nokta grupları aynıdır. Her molekül.

Nokta grupları

Point group

quantitative measure of amount of symmetry possessed by a molecule.

Aynı simetri elemanlarına sahip moleküllerin nokta grupları aynıdır.

Her molekül bir takım simetri elemanlarına sahiptir.

H 2 O, H 2 S, H 2 Se, SO 2 , SnCl 2 , OF 2 grubu C 2 v dir.

v.s gibi benzer moleküllerinin nokta CH 4 , ClO 4 , MnO 4 , CCl 4 ün nokta grubu T d dir.

• 1. Düşük simetrili gruplar – sadece E var :

C1

– simetri düzlemi var:

Cs

– Simetri merkezi var:

Ci

Nokta Grupları

• 2. Sadece bir tane simetri eksenine sahip (

Cn

) – Başka elemanı yok:

Cn

– Artı düşey simetri düzlemleri var:

Cnv

– Artı yatay simetri düzlemi var:

Cnh

– Cn ile çakışan S2n ekseni var :

S2n

• 3. Bir tane Cn baş dönme ekseni ve buna dik

n

– Başka elemanı yok:

Dn

– Artı Cn ile çakışan S2n ekseni var :

Dnd

– Artı yatay simetri düzlemi var :

Dnh

C 2 eksenine sahip (

Dn

) • 4. Yüksek simetrili gruplar – Dörtyüzlü (tetrahedral):

Td

– Sekizyüzlü (oktahedral):

Oh

– Yirmüyüzlü (ikosahedral):

Ih

– Doğrusal, simetri merkezi yok: – Doğrusal, simetri merkezi var :

C

v D

h

Nokta grubu tayini

• • • • • • Molekül düşük veya yüksek simetrili nokta gruplarından mı? Molekülün C n Molekül

C

2  ekseni var mı?

C n

sahip mi?

– EVET ise , molekül

D

grubundadır.

– HAYIR ise,molekül C veya S grubundadır.

Mole kül simetri düzlemine (  h ) sahip mi?

– EVET ise, molekül

C nh

veya

D nh

grubundadır.

– HAYIR ise, diğer simetri düzlemlerine bakınız.

Molekül

C n

eksenini içeren simetri düzlemlerine (  v ) sahip mi?

– EVET ise, molekül

C nv

veya

D nd

grubundadır.

– HAYIR ve

D

grubunda ise, mole kül

D n

grubundadır.

– HAYIR ve C grubunda ise devam ediniz. Molekülde

C n

ekseni ile aynı – EVET ise, molekül

S 2n S

2

n

ekseni bulunur mu ?

nokta grubundadır.

– HAYIR ise, molekül

C n

.

Decision tree:

Linear

?

YES

Perpendicular Axis

?

NO

Special Group

?

NO YES NO YES

C n

?

NO

D

h C

v T d , O h , I h

if  if i else YES

S 2n

?

NO

C 2

C n

? YES

S n

(even n) NO YES if  h if n  v else if  h if n  d else

C s C i C 1 C nh C nv C n D nh D nd D n

Nokta Grubu Tayini - 1 Örnek : CH

2

ClF

Bir tane simetri düzlemi bulunur, O halde nokta grubu Cs dir.

Örnek : CH

4 Dörtyüzlü yapı, nokta grubu Td dir.

Nokta Grubu Tayini -2 Örnek : H

2

O

1. Bir tane C 2 ekseni vardır (aynı zamanda

baş dönme ekseni

2. Baş dönme eksenine dik C 2 dönme eksenleri yoktur. O halde

C 2

kümesindedir.

)

3. Baş dönme eksenine dik σ h O halde

C 2 h

düzlemi yoktur. grubunda değildir.

4. Baş dönme eksenini içeren 2 tane σ v düzlemi vardır. O halde nokta grubu

C 2 v

dir.

Nokta Grubu Tayini -3 Örnek : BF

3 1. C 3 ekseni vardır, baş dönme eksenidir, 3 F atomunu birbirine taşır.

2. Baş dönme eksenine dik 3 tane C 2 dönme ekseni vardır. O halde D 3 kümesindedir.

3. Baş dönme eksenine dik σ h düzlemi vardır. O halde nokta grubu D 3h dır.

Örnek : CH

3

Cl Nokta Grubu Tayini - 4

1.

Bir tane C 3 ekseni vardır, üç tane H atomunu birbirine taşır, baş

dönme eksenidir.

2. Baş dönme eksenine dik C 2 dönme eksenleri yoktur. O halde C

3

kümesindedir.

3. Baş dönme eksenine dik σ h düzlemi yoktur. O halde nokta grubu C

3h

değildir.

4.Baş dönme eksenini içeren 3 tane σ v düzlemi vardır. O halde nokta grubu C 3v dir.

Nokta Grubu Tayini - 5

Örnek :

CH

2

Cl

2

1 . İki H atomu ile iki Cl atomunu birbirine taşıyan bir tane C 2 2. Baş dönme eksenine dik C 2 dönme eksenleri yoktur. O halde

C 2

kümesindedir.

3. Baş dönme eksenine dik σ h düzlemi yoktur. O halde nokta grubu

C 2h

değildir.

4.Baş dönme eksenini içine alan 2 tane σ v düzlemi vardır. ekseni vardır.

O halde nokta grubu

C 2v

dir.

Nokta Grubu Tayini - 6

trans- Co(NH 3 ) 2 (H 2 O) 2 Cl 2

1. Üç tane C 2 ekseni vardır, NH 3 , H 2 O ve Cl atomlarını birbirine taşır, (bunlardan biri baş dönme ekseni olarak kabul edilir.) 2. Baş dönme eksenine dik 2 tane C 2 ekseni bulunur. O halde D 2 kümesindendir.

3. Baş dönme eksenine dik σh düzlemi vardır. O halde nokta grubu D 2h dır.

Nokta Grubu Örnekleri

C 1 : E CClBrHF NHClBr Asimetrik

bileşiklerdir.

Optikçe aktiftirler.

C

s

: E

, σ

CBr

2

ClH

OHF BFClBr Urasil

trans-

C

2

Br

2

Cl

2

H

2

C i : E, i

C

n

C

2

: E, C

2 H 2 O 2

C

3

: E, C

3

,C

3 B(C 6 H 5 ) 3 C n nokta grubundaki moleküller disimetrik yapılardır. Optikçe aktiftirler.

C 3h

S

2n

: E, C

n

, S

2n

n= çift tam sayılar

S 6

S

4

: E, C

2

, S

4

E, C

3

,

i

,

S 6

D

3

: E, 2 C

3

, 3 C

2

[Co(en)

3

]

3+

D n nokta grubundaki moleküller disimetrik yapılardır. Optikçe aktiftirler.

D

2d

: E, 2S

4

, C

2

, 2C

2

', 2 σ

d

Allen

D

3d

: E, 2C

3

, 3C

2

, 2S

6

, 3 σ

d

Çapraz C

2

H

6

D 4d

D

nd

D

2h

: E,C

2

(z),C

2

(y),C

2

(y), i,σ(xy), σ(xz),σ(yz)

Etilen

D

3h

: E, 2C

3

, 3C

2

, σ

h

, 3σ

v

, 2S

3

PCl 5 BF 3 Çakışık C 2 H 6

Point groups with n-fold rotational axis

C n

: rotational C 2 –

gauche

-H 2 axes only O 2 ( ; no mirror planes

operations

: E, C 2 ) •

C nh

C 2h : a – horizontal plane perpendicular to C n present

trans

-HN=NH (

operations

: E, C 2 ,

i

,  ) is

C 2

C nv

C 3v : vertical plane(s) – NH 3 containing C n is(are) present (

operations

: E, C 3 1 , C 3 2 , 3  v ) •

C

v

: infinite number of vertical planes containing C  linear molecules without center of symmetry: CO, HF, N 2 O (

operations

: E, 2C 2 ∞ , ∞  v )

C 3

Dihedral groups

• • • • Contain

nC 2

axes perpendicular to the principal axis

C n D

D 3

n :

no mirror planes – Co(en) 3 3+ (

operations

: E, 2C 3 , 3C 2 )

D nh C n

D 2h D 3h D 4h : mirror plane perpendicular to the principal axis – CH 2 =CH 2 (

operations

: E, 3C 2 ,

i

, 3  ) – PCl 5 (

operations

: E, 2C 3 , 3C 2 ,  h , 2S 3 , 3  v ) – PtCl 4 2-

D

h

: infinite number of nC 2 axes linear centrosymmetrical molecules like H 2 , CO 2 etc.

D nd

: mirror planes contain C n formed with adjacent C 2 axes D 3d – ethane/staggered D D 4d 6d – S 8 – Cr(C 6 H 6 ) 2 and bisect the angle

Point Groups of high symmetry

In contrast to groups C, D, and S, presence of

several

cubic symmetry groups are characterized by the rotational axes of high order ( ≥ 3).

T d

(tetrahedral) F Cases of regular polyhedra: BF 4 , CH 4 C 3 F F B F S 4 , C 2  Symmetry elements: E, 4 C 3 , 3 C 2 , 3 S 4 , 6  d Symmetry operations: E, 8 C 3 , 3 C 2 , 6 S 4 , 6  d If all planes of symmetry and

i

are missing, the point group is

T

(pure rotational group, very rare); If all dihedral planes are removed but 3  h remain, the point group is

T h

( [Fe(py) 6 ] 2+ )

O h

(octahedral)

Point Groups of high symmetry

TiF 6 2 , cubane C 8 H 8 F F F Ti F F F C 2 S 4 , C 4 , C 2 S 6 , C 3  d  d  h Symmetry elements: E,

i

, 4 S 6 , 4 C 3 , 3 S 4 , 3 C 4 , 6 C 2 , 3 C 2 , 3  h , 6  d Symmetry operations: E,

i

, 8 S 6 , 8 C 3 , 6 S 4 , 6 C 4 , 6 C 2 , 3 C 2 , 3  h , 6  d Pure rotational analogue is the point group

O

(no mirror planes and no S n ; very rare)

Point Groups of high symmetry T h

group (symmetry elements: E,

i

, 4 S 6 , 4 C 3 , 3 C 2 , 3  h ) can also be considered as a result of reducing 3  h , 6  d )

O h

group symmetry (E,

i

, 4 S 6 , 4 C 3 , 3 S 4 , 3 C 4 , 6 C 2 , 3 C 2 , by eliminating C 4 , S 4 and some C 2 axes and  d planes (S 4 , C 4 ) C 2 S 6 , C 3 N N N Fe II N N N  h (C 2 )

Point Groups of high symmetry Ih

(icosahedral) Symmetry elements: E,

i

, 6 S10 , 6 C5 , 10 S6 , 10 C3 , 15 C2 , 15 s C 2 S 10 , C 5 S 6 , C 3 [B 12 H 12 ] 2 C 20 Pure rotation analogue is the point group

I

(no mirror planes and thus no Sn, very rare)

Geometric Shapes

Td: E, 8C 3 , 3C 2 , 6S 4 , 6 σ d

S-karvon

Kiral Mole küller

R-karvon

Asimetrik

Aspartam

H 2 N O H OH H N O H O OH Left-handed Aspartame "Nutrasweet" 160 times sweeter than sugar O H H 2 N OH O H N H O OH Right-handed Aspartame Not at all sweet slightly bitter