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1、分子的對稱性與手性分子匯報(bào)人：代衛(wèi)國自然界中的對稱性建筑中的對稱性生活中的各種對稱性微觀世界的對稱性分子的對稱性MolecularSymmetry什么是分子對稱性？分子對稱性的定義：分子常常因含有若干相同原子或基團(tuán)而具有某種對稱性，如果分子經(jīng)過某種對稱操作后，與未經(jīng)操作的原有分子無法分辨，則統(tǒng)稱為分子對稱性。為什么要研究分子對稱性？研究的意義：1.能簡明的表達(dá)分子模型2.可簡化分子構(gòu)型的測定工作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稱性？分子的對稱性是通過對稱元素和對稱操作來描述的對稱操作：不改變圖
2、形中任何兩點(diǎn)的距離而能使圖形復(fù)原的操作叫做對稱操作；對稱操作所依賴的幾何要素(點(diǎn)、線、面)稱為對稱元素。分子中的四類對稱操作及相應(yīng)的對稱元素如下:1.分子的對稱操作與對稱元素對稱元素:旋轉(zhuǎn)軸對稱操作: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)原子通過這一點(diǎn)引連線并延長到反方向等距離處而使分子復(fù)原,這一點(diǎn)就是對稱中心i，這種操作就是反演操作.映軸對應(yīng)的對稱操作是旋轉(zhuǎn)反映操作，即分子繞軸旋轉(zhuǎn)360°/n，再對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)群在分子對稱操作中，至少有一點(diǎn)保持不動(dòng)(分子的所有對稱元素交于一點(diǎn))，因此分子的對稱操作群稱為點(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全部對稱元素C3,3σv屬C3v群C3v群分子呈三角錐形例3：不具有對稱中心的線型分子全部對稱元素：C∞，∞σ，屬C∞v點(diǎn)群3.Cnh群判據(jù)：Cn+σh例1.反式二氯乙烯，全部對稱元素C2,σh,i屬C2h群C2⊥分子平面,σh過分子平面,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)立對稱元素有4C3、3C211.Oh群：立方體、正八面體分子全部對稱元素：3C4,4C3,6C2,9σ,I例：SF612.O群：全部對稱元素：3C4,4C3,6C2Oh和O群也稱正八面體群13.Ih群全部對稱元素：6C5,10C3,15C2,15σ,i14.Cs群只含一個(gè)鏡面15.Ci群只含一個(gè)對稱中心16.C1群分子中僅有的對稱操作是恒等操作，則分子屬C1群事實(shí)上，絕大多數(shù)有機(jī)和無機(jī)化合物分子都屬于C1群Cs、Ci和C1群沒有旋轉(zhuǎn)軸因此有時(shí)將Cs、Ci和C1群稱為無軸
7、群分子常見點(diǎn)群判別分子的對稱性及分子性質(zhì)1.對稱性及偶極矩(1)若分子僅有一個(gè)對稱軸，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.對稱性與旋光性旋光性：當(dāng)平面偏振光通過手性化合物溶液后，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的分子無旋光性。只有CnDnT(4C3,3C2)有旋光性凡是有對稱中心和對稱面的分子，必能與其鏡像重合，則無旋光性；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，有對映體。
