4.P: Проблеми (в стадії будівництва)

Last updated
Save as PDF

Page ID: 33599

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Проблеми

Хлорофіл а - зелений пігмент, який міститься в рослині. Його молекулярна формула - C ₅₅ H ₇₇ O ₅ N ₄ Mg. Скільки ступенів свободи володіє ця молекула? Скільки вібраційних ступенів свободи вона має?
CcL ₄ зазвичай використовувався як органічний розчинник, поки не були виявлені його серйозні канцерогенні властивості. Скільки коливальних режимів має CCl ₄? Чи активні вони ІК та/або Раман?
Ті ж коливальні режими в Н ₂ О - ІК і Раманові активні. WF ₆ ^- має ІЧ-активні режими, які не є рамановими активними і навпаки. Поясніть, чому це так.
Скільки ІЧ-піків ви очікуєте від SO ₃? Оцініть, де ці піки розташовані в ІЧ-спектрі.
Обчисліть симетрії нормальних координат плоских БФ ₃.

Відповіді на проблеми

Хлорофіл а має 426 ступенів свободи і 420 коливальних режимів.
Точкова група T _d, T _vib = a ₁ + e + 2t ₂; a ₁ і e - Раман активні, t ₂ - як ІЧ, так і Раманові активні.
Для молекул, що володіють центром інверсії i, режими не можуть бути одночасно ІК і Рамановими активними.
Точкова група D _3h; можна було б очікувати трьох активних піків ІЧ. Асиметрична розтяжка найвища (1391 см ^-1), два режими вигину (обидва близько 500 см ^-1). Симетрична розтяжка ІК неактивна.
Т _3Н = А ₁ '+ А ₂' + 3Е '+ 2 А ₂ "+ Е» і Т _віб = А ₁' + 2Е' + А ₂»

Дописувачі та атрибуція

Крістін Коволік, Каліфорнійський університет, Девіс

Проблеми

1. Молекула води H ₂ O була використана як приклад; було згадано, що коли вода оберталася на 180 градусів навколо осі, що перетинає кисень, молекула була накладена на вихідну молекулу води. Як щодо CO ₂? Чи буде це схоже на молекулу води, оскільки СО ₂ також має 2 атоми кисню?

Звичайно, ні, тому що кожна молекула має різну молекулярну форму. Щоб розпізнати симетрію будь-якої молекули, слід визначити структуру та молекулярну форму цієї молекули. Молекула води зігнута, але СО ₂ - ні, і якщо СО ₂ повертати на 360 градусів навколо осі, що перетинає атом С, то вона може бути накладена на вихідну молекулу. Потім ми бачимо симетрію для СО _2.

2. Чому всі п'ять елементів симетрії повинні бути зроблені на молекулі, щоб знайти точкову групу, до якої належить молекула? Чому виконання лише одного або двох елементів симетрії недостатньо для розпізнавання групи точок?

Один або два елементи симетрії не зможуть розповісти нам все про симетрію ^{молекули}, оскільки ці одна-дві властивості не говорять нам про молекулу. Крім того, хоча різні молекули можуть мати одну або дві спільні симетричні властивості, п'ять властивостей не будуть однаковими для всіх молекул.

3. Що означає символ C _n і що означає п? Чому важливо ідентифікувати n?

C - вісь обертання, а n - порядок осі.

4. Чим корисні таблиці символів?

Таблиця символів розповідає нам про всі операційних елементах, що виконуються на молекулі, і вказує, чи забули ми виконати будь-який з елементів симетрії. Таблиці служать контрольним списком, оскільки всі операційні елементи повинні бути зроблені на молекулі, щоб знайти точкову групу молекули.

5. Чому важливо знайти симетрію в молекулах?

Симетрія говорить нам про зв'язок для цієї молекули.