Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Харгиттаи И. -> "Симметрия глазами химика" -> 28

Симметрия глазами химика - Харгиттаи И.

Харгиттаи И., Харгиттаи М. Симметрия глазами химика — М.: Мир, 1989. — 496 c.
ISBN 5-03-000276-6
Скачать (прямая ссылка): xagita.djvu
Предыдущая << 1 .. 22 23 24 25 26 27 < 28 > 29 30 31 32 33 34 .. 140 >> Следующая

в
Рис. 3-4.
Иллюстрация проекционного изображения поворотных изомеров [1].
а-слева рисунок Ференца Лантоша [2а] с картины Дега «Конец арабески». Справа рисунок Ференца Лантоша [26] с картины Дега «Присевшая танцовщица, завязывающая туфельки»; б -контурные схемы, изображающие танцовщиц; в - ньюменовские проекции вдоль связи В В шахматного и затененного поворотных изомеров молекулы А2ВВС2.
7-1553
Глава З
поворотных изомеров, обладающих достаточной устойчивостью. Примером может служить 1,2-дихлорэтилен (рис. 3-5). Симметрия ^ыс-изо-мера характеризуется наличием двух взаимно перпендикулярных плоскостей симметрии, порождающих также поворотную ось второго порядка. Такой класс симметрии обозначается тт. Эквивалентное ему обозначение C2v будет введено в следующем разделе. /прайс-Изомер имеет одну ось второго порядка с перпендикулярной ей плоскостью симметрии; этот класс симметрии обозначается как 2/т (С2Н).
Явление поворотной изомерии, существующей относительно одинарной связи, иллюстрируется молекулами этана и 1,2-дихлорэтана (рис. 3-6). В ходе полного поворота одной метильной группы относительно связи С — С (при этом вторая метальная группа закреплена) в молекуле этана трижды реализуется устойчивая шахматная конформа-ция и трижды неустойчивая затененная форма. Вследствие эквивалентности трех атомов водорода в метильной группе три энергетических максимума имеют одинаковую высоту, а три энергетических минимума - одинаковую глубину, что показано на рис. 3-6, а. Положение усложняется, когда три заместителя при атоме углерода не одинаковы. Это видно на примере 1,2-дихлорэтана (рис. 3-6,6). Здесь имеются три формы с высокой симметрией. Две из них являются шахматными конформациями с симметрией C2h и С2. Третья, затененная форма имеет симметрию С2и (затенение наблюдается для пар С1/С1 и Н/Н). Из-за недостаточной симметрии другие полностью затененные формы не могут реализоваться [3].
На проекционных формулах (см. рис. 3-6) приводятся только симметричные конформации. Именно этим симметричным формам свойственны экстремальные энергетические характеристики, т. е. минимумы или максимумы. Для функций потенциальной энергии, изображенной на рис. 3-6, барьеры внутреннего вращения составляют приблизительно 10 кДж/моль. Типичный барьер для системы, в которой происходит вращение относительно двойной связи, будет приблизительно в 30 раз больше по сравнению с предыдущим случаем*.
Рис. 3-5.
Изомеры 1,2-дихлорэтилена: иис и транс.
* Для более подробного знакомства с проблемой поворотной изомерии можно рекомендовать коллективную монографию: Внутреннее вращение молекул. Пер. с англ./Под ред. В. Орвилла-Томаса.-М.: Мир, 1977.- Прим. перев.
Молекулы, и\ форма и геометрическое строение
99
затененная
шахматная
С.
2v
С.
шахматная
-2h
Рис. 3-6.
Функции потенциальной энергии при вращении относительно одинарной связи; Фугол вращения. Показаны также ньюменовские проекции симметричных поворотных изомеров с указанием точечных групп их симметрии.
а-этан, СН3— СН3. Имеются две различные симметричные формы. В ходе полного поворота каждая из форм (шахматная с симметрией О и затененная с симметрией О ) появляется трижды; 6- 1,2-дихлорэтан, С1Н2С-СН2С1. В области между двумя показанными шахматными конформерами других симметричных форм нет. Вследствие пониженной симметрии здесь возникает только частичное затенение (см. [3]). В ходе полного поворота затененная форма симметрии С и шахматная форма симметрии С появляются только по одному разу, а шахматный конформер симметрии С2 встречается дважды
3.3. Номенклатура в симметрии
До сих пор в данной книге использовалась так называемая международная символика точечных групп или номенклатура Германа - Мо-гена. Когда же речь идет только о симметрии молекул, обычно ис-

100
Пиша З
пользуется другая, более старая, номенклатура Шёнфлиса. В предыдущем разделе эти обозначения приводились в скобках вслед за международной символикой. Преимущество системы Шёнфлиса-в способности кратко выражать даже те сложные классы симметрии, в которых сочетаются различные элементы. Оба вида номенклатуры на примере описания 32 классов симметрии приведены в табл. 3-1 (см., например, [4]). Для кристаллов все возможные точечные группы симметрии как раз ограничены этими 32 классами. Причины и значимость этих ограничений мы обсудим позже, в главе о кристаллах. Подчеркнем еще раз, что для индивидуальных молекул не имеется никаких ограничений для их точечных групп симметрии.
Таблица 3-1. Системы обозначений групп симметрии
Номер Герман Моген Шёнфлис
1 1 Сі
2 1 С;
3 т с.
4 2 с2
5 2/га с21,
6 тт с1г
7 222 о2
8 ттт
9 4 с4
10 4
11 4/т О.
12 4тт с41.
13 42т о2<1
14 422 04
15 4/птип
16 3 с,
17 3
18 Зт
19 32
20 Зт
21 6 с3„
22 6
23 6/т
24 6ш2 »31,
25 бтт
26 622 Об
27 6/ттт
28 23 Т
29 ті т„
30 43т Ъ
31 432 0
32 тЗт о,
Молекулы, их форма и геометрическое строение 101
В номенклатуре Шёнфлиса поворотная ось обозначается С„, а зеркально-поворотная ось-52„, где л-порядок поворота. Символ / означает центр симметрии. Плоскости симметрии обозначаются как а; а„-вертикальная плоскость, которая всегда содержит поворотную ось выше второго порядка, а,,-горизонтальная плоскость, всегда перпендикулярная поворотной оси, если ее порядок выше двух.
Предыдущая << 1 .. 22 23 24 25 26 27 < 28 > 29 30 31 32 33 34 .. 140 >> Следующая

Реклама

Мультиклапан гбо 4 поколения томасетто ат00

обслуживание ГБО 4 поколения всех марок машин. Звоните

rgo-rm.ru

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
https://tdyamz.ru ямз что такое ямз. Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed