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1、分子的对称性与手性分子汇报人：代卫国自然界中的对称性建筑中的对称性生活中的各种对称性微观世界的对称性分子的对称性MolecularSymmetry什么是分子对称性？分子对称性的定义：分子常常因含有若干相同原子或基团而具有某种对称性，如果分子经过某种对称操作后，与未经操作的原有分子无法分辨，则统称为分子对称性。为什么要研究分子对称性？研究的意义：1.能简明的表达分子模型2.可简化分子构型的测定工作3.帮助正确的了解分子的性质4.指导化学合成工作如何描述分子的对称性？分子的对称性是通过对称元素和对称操作来描述的对称操作：不改变图
2、形中任何两点的距离而能使图形复原的操作叫做对称操作；对称操作所依赖的几何要素(点、线、面)称为对称元素。分子中的四类对称操作及相应的对称元素如下:1.分子的对称操作与对称元素对称元素:旋转轴对称操作:旋转分子中若存在一条轴线，绕此轴旋转一定角度能使分子复原，就称此轴为旋转轴,符号为Cn.旋转可以实际进行，为真操作；相应地，旋转轴也称为真轴.H2O2中的C2(旋转轴上的椭圆形为C2的图形符号。类似地，正三角形、正方形、正六边形分别是C3、C4和C6的图形符号）（1）旋转轴和旋转操作（2）镜面和反映操作分子中若存在一个平面，将分
3、子两半部互相反映而能使分子复原，则该平面就是镜面σ，这种操作就是反映.(3)对称中心和反演操作分子中若存在一点,将每个原子通过这一点引连线并延长到反方向等距离处而使分子复原,这一点就是对称中心i，这种操作就是反演操作.映轴对应的对称操作是旋转反映操作，即分子绕轴旋转360°/n，再对垂直于该轴的镜面做反映而能使分子复原的操作(4)映轴和旋转反映操作分子点群在分子对称操作中，至少有一点保持不动(分子的所有对称元素交于一点)，因此分子的对称操作群称为点群1.Cn群判据：只有一个Cn轴例如：H2O2，只有一个C2轴，属C2群注意：
4、C2轴位置在两O-O原子中点与两H原子的中点连线方向2.Cnv群判据：Cn+nσv例1.H2O：全部对称元素：C2,2σv属C2vH2S,SO2,NO2等V型分子均属于C2v群例2.NH3全部对称元素C3,3σv属C3v群C3v群分子呈三角锥形例3：不具有对称中心的线型分子全部对称元素：C∞，∞σ，属C∞v点群3.Cnh群判据：Cn+σh例1.反式二氯乙烯，全部对称元素C2,σh,i属C2h群C2⊥分子平面,σh过分子平面,必有i4.Dn群判据：Cn+nC2⊥Cn例：部分交错式乙烷对称元素:C3和3C2属D3群C2轴在两C-
5、C原子中点与两H原子的中点连线5.Dnh群判据：Cn+nC2⊥Cn+σh例：乙烯全部对称元素：3C2,3σ,i属D2h群6.Dnd群判据：Cn+nC2⊥Cn+σd例：完全交错式乙烷(反式乙烷)全部对称元素：C3,3C2,3σ,i,属D3d群7.Sn群判据：只存在一个Sn轴例：1,3,5,7四甲基环辛四烯对称元素：S4轴，属于S4群8.Td群具有正四面体构型的分子全部对称元素：4C3,3S4,6σ例：甲烷9.Th群：判据：4C3+3C2+σh(或i)独立的对称元素：4C3、3C2、3σh、iTd、T和Th群也称正四面体群(Te
6、trahedralPointGroups)10.T群：独立对称元素有4C3、3C211.Oh群：立方体、正八面体分子全部对称元素：3C4,4C3,6C2,9σ,I例：SF612.O群：全部对称元素：3C4,4C3,6C2Oh和O群也称正八面体群13.Ih群全部对称元素：6C5,10C3,15C2,15σ,i14.Cs群只含一个镜面15.Ci群只含一个对称中心16.C1群分子中仅有的对称操作是恒等操作，则分子属C1群事实上，绝大多数有机和无机化合物分子都属于C1群Cs、Ci和C1群没有旋转轴因此有时将Cs、Ci和C1群称为无轴
7、群分子常见点群判别分子的对称性及分子性质1.对称性及偶极矩(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，分子为非极性分子只有Cn(包括C1)、Cs和Cnv的分子有偶极矩对称元素是否相交于一点为分子是否存在偶极矩的判据2.对称性与旋光性旋光性：当平面偏振光通过手性化合物溶液后，偏振面的方向就被旋转了一个角度。这种能使偏振面旋转的性能称为旋光性。手性分子都具有旋光性具
8、有σ、i和S4的分子无旋光性。只有CnDnT(4C3,3C2)有旋光性凡是有对称中心和对称面的分子，必能与其镜像重合，则无旋光性；否则，有旋光性。手性分子定义：不能与其镜像重叠(有对映异构体)的分子称为手性分子。这种分子具有手性，正如左右手不能完全重叠一样。乳酸分子即为手性分子，有对映体。
