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