第三章--分子的对称性习题课.ppt

第三章第三章习题课1、对称操作和称操作和对称元素称元素1）旋）旋转操作和旋操作和旋转轴2）反映操作和）反映操作和镜面面3）反演操作和）反演操作和对称中心称中心4）旋）旋转反映操作和旋映反映操作和旋映轴1.2、对称操作群和称操作群和对称操作的称操作的组合合1）群的定）群的定义2）对称操作的称操作的组合合满足封足封闭性、性、结合律，存在合律，存在单位元素和逆元素位元素和逆元素两两实操作和两虚操作的乘操作和两虚操作的乘积都是都是实操作；一操作；一实一虚的乘一虚的乘积为虚操作。虚操作。2.3、分子点群、分子点群确定分子点群的流程确定分子点群的流程简图有多条高有多条高阶轴分子（正四面体、正八面体分子（正四面体、正八面体)只有只有镜面或面或对称中心称中心,或无或无对称性的分子称性的分子:只有只有S2n(n为正整数）分子正整数）分子:Cn轴(但不是但不是S2n的的简单结果果)无无C2副副轴:有有n条条C2副副轴垂直于主垂直于主轴:根据有无根据有无对称中心判断称中心判断线形分子形分子:分子分子3.4、分子的偶极矩、分子的偶极矩只有属于只有属于CnCnv这两两类点群的分子才可能有偶极矩，点群的分子才可能有偶极矩，CH4 CCl4 对称元素称元素S4,4个个C3 交于交于C 原子原子 无偶极矩无偶极矩 Td 1,2-二二氯乙乙烯（顺式）式）有偶极矩，沿有偶极矩，沿C2轴 C2v 两两，一，一C21,2二二氯乙乙烯（反式）（反式）无偶极矩无偶极矩 C2h 有有对称中心，称中心，NH3 3个个交于交于C3，有偶极矩，在有偶极矩，在C3上上 C3v (无无)D2h (有有)C2v 4.5、分子的旋光性、分子的旋光性旋光性的旋光性的对称性判据：称性判据：凡无凡无对称中心称中心 i，对称面称面 和和 S4n 轴的分子才可有旋的分子才可有旋光性。光性。只有属只有属C Cn n、D Dn n的分子，才可能有旋光性。的分子，才可能有旋光性。5.常常见分子的点群：分子的点群：具有具有对称中心的称中心的线形分子形分子没有没有对称中心的称中心的线形分子形分子单轴群群异核平面分子异核平面分子立方体群立方体群轴向群向群C1C2C3CHBrFClH2O2部分扭部分扭转的的1，1，1-三三氯乙乙烷Cs只有只有对称中心的分子称中心的分子Ci1，2-二二氯-1，2-二氟乙二氟乙烷TdOhCH4，CCl4等具有正四面体等具有正四面体结构的分子构的分子 SX6，Fe(CN)6 2+等具有正八面体等具有正八面体结构构C2VCnvH2OC3VNH3C4VF5ClC2h（E）-1，2-二二氯乙乙烯CnhHCl,CO,HCNH2,Cl2,CO2氯乙乙烯6.二面体群二面体群DnhDndDnD2hH2C=CH2 D3hBF3等具有平面正三角形的分子等具有平面正三角形的分子D4hNi(CN)42-等具有平面正方形的分子等具有平面正方形的分子D5h重叠式二茂重叠式二茂铁等具有平面正五等具有平面正五边形的分子形的分子D6h苯等具有平面六苯等具有平面六边形的分子形的分子D2d丙二丙二烯D3d交交错式乙式乙烷 椅式椅式环己己烷比比较少少见7.一、判断一、判断题1、凡直、凡直线分子一定具有分子一定具有C轴。2、甲、甲烷分子有分子有对称中心。称中心。3、分子点群是全部、分子点群是全部对称操作的集合。称操作的集合。4、非极性分子的判据之一是两个、非极性分子的判据之一是两个对称元素相交。称元素相交。5、对称性判据不称性判据不仅能告能告诉我我们分子是否有极性，分子是否有极性，还能告能告诉我我们偶极矩的偶极矩的大小和方向。大小和方向。6、镜面面 d一定也是一定也是镜面面 v。7、如构成分子的各、如构成分子的各类原子均是成双出原子均是成双出现的，的，则此分子必有此分子必有对称中心称中心。8、凡是四面体构型的分子一定属于、凡是四面体构型的分子一定属于 Td点群。点群。8.二、填空二、填空题_1、有一个、有一个 AB3分子，分子，实验测得其偶极矩得其偶极矩为零且有一个三重零且有一个三重轴，则此分子所属此分子所属点群是点群是_。2、NF3分子属于分子属于_点群。点群。该分子是极性分子，分子是极性分子，其偶极矩向量位其偶极矩向量位于于_上。上。3、(1)对-二氟苯二氟苯(2)邻-二氟苯二氟苯(3)间-二氟苯，有相同的点群的是二氟苯，有相同的点群的是_。4、丙二丙二烯分子所属点群分子所属点群为_。5、既有偶极矩，又有旋光性的分子必属于、既有偶极矩，又有旋光性的分子必属于_点群。点群。6、偶极矩偶极矩=0，而可能有旋光性的分子所属的点群，而可能有旋光性的分子所属的点群为_；偶极；偶极矩矩 0，而一定没有旋光性的分子所属的点群，而一定没有旋光性的分子所属的点群为_。7、椅式、椅式环己己烷(C6H12)分子属于分子属于_点群。点群。8、H2C=C=C=CH2 分子属于分子属于_点群。点群。9、SF6分子属于分子属于_点群。点群。10、CO2分子没有偶极矩，表明分子没有偶极矩，表明该分子是分子是_。11、某分子具有一个二重、某分子具有一个二重轴、一个、一个对称面和一个称面和一个对称中心，称中心，该分子属于分子属于_点群。点群。12、一个具有一个四重、一个具有一个四重轴、四个二重、四个二重轴、五个、五个对称面和一个称面和一个对称中心的分子称中心的分子属于属于_点群。点群。13、氯乙乙烯(CH2CHCl)中，大中，大 键是是_，该分子属于分子属于_点群。点群。9.三、三、问答答题1、指出下列分子所属点群：指出下列分子所属点群：(1)H2O2(两个两个OH不共面不共面)(2)H3CCCl3(既非交叉，又非重迭既非交叉，又非重迭式式)(3)CH3CHClBr (4)HCHO (5)BF5(四方四方锥)(6)HCN (7)ClCH=CHCl(反式反式)(8)H2C=CHCl (9)三乙二胺合三乙二胺合钴离子离子 (10)NO3-2、阐明明 有旋光性的原因。有旋光性的原因。3、正八面体六个正八面体六个顶点上的原子有三个被另一种原子置点上的原子有三个被另一种原子置换，有几种可，有几种可能型式？各属什么点群，有无旋光性和永久偶极矩？能型式？各属什么点群，有无旋光性和永久偶极矩？4、给出下列分子所具有的全部出下列分子所具有的全部对称元素和所属点群，称元素和所属点群，并指出是否并指出是否是极性分子。是极性分子。(1)Hg2Cl2 (2)PF5 (3)CCl4 (4)OPCl3 (5)XeF4 (6)PH3 10.一、判断一、判断题1、凡直、凡直线分子一定具有分子一定具有C轴。2、甲、甲烷分子有分子有对称中心。称中心。3、分子点群是全部、分子点群是全部对称操作的集合。称操作的集合。4、非极性分子的判据之一是两个、非极性分子的判据之一是两个对称元素相交。称元素相交。5、对称性判据不称性判据不仅能告能告诉我我们分子是否有极性，分子是否有极性，还能告能告诉我我们偶极矩的偶极矩的大小和方向。大小和方向。6、镜面面 d一定也是一定也是镜面面 v。7、如构成分子的各、如构成分子的各类原子均是成双出原子均是成双出现的，的，则此分子必有此分子必有对称中心称中心。8、凡是四面体构型的分子一定属于、凡是四面体构型的分子一定属于 Td点群点群。11.二、填空二、填空题1 1、有一个、有一个 ABAB3 3分子，分子，实验测得其偶极矩得其偶极矩为零且有一个三重零且有一个三重轴，则此分子所属点此分子所属点群是群是_。2 2、NFNF3 3分子属于分子属于_点群。点群。该分子是极性分子，分子是极性分子，其偶极矩向量位于其偶极矩向量位于_上。上。3 3、(1)(1)对-二氟苯二氟苯 (2)(2)邻-二氟苯二氟苯 (3)(3)间-二氟苯，有相同的点群的是二氟苯，有相同的点群的是_。4 4、丙二丙二烯分子所属点群分子所属点群为_。5 5、既有偶极矩，又有旋光性的分子必属于、既有偶极矩，又有旋光性的分子必属于_点群。点群。6 6、偶极矩、偶极矩=0=0，而可能有旋光性的分子所属的点群，而可能有旋光性的分子所属的点群为_；偶极矩；偶极矩 0 0，而一定，而一定没有旋光性的分子所属的点群没有旋光性的分子所属的点群为_。7 7、椅式、椅式环己己烷 (C(C6 6H H1212)分子属于分子属于_点群。点群。8 8、H H2 2C=C=C=CHC=C=C=CH2 2 分子属于分子属于_点群。点群。9 9、SFSF6 6分子属于分子属于_点群。点群。1010、COCO2 2分子没有偶极矩，表明分子没有偶极矩，表明该分子是分子是_。1111、某分子具有一个二重、某分子具有一个二重轴、一个、一个对称面和一个称面和一个对称中心，称中心，该分子属于分子属于_点群。点群。1212、一个具有一个四重、一个具有一个四重轴、四个二重、四个二重轴、五个、五个对称面和一个称面和一个对称中心的分子属于称中心的分子属于_点群。点群。13、氯乙乙烯(CH2CHCl)中，大中，大 键是是_，该分子属于分子属于_点群。点群。D D3h3hC C3v3vC C3 3（2 2）和（）和（3 3）D D2d2d C Cn n D Dn n C Cnvnv D D3d3d D D2h2h O Oh h 线形的，并且有形的，并且有对称中心称中心 C2h D4h Cs 12.三、三、问答答题1、指出下列分子所属点群：指出下列分子所属点群：(1)H2O2(两个两个OH不共面不共面)(2)H3CCCl3(既非交叉，又非重迭式既非交叉，又非重迭式)(3)CH3CHClBr (4)HCHO (5)BF5(四方四方锥)(6)HCN (7)ClCH=CHCl(反式反式)(8)H2C=CHCl (9)三乙二胺合三乙二胺合钴离子离子 (10)NO3-C2 C3 C1C2vC4vCvC2hCsD3D3h13.2、阐明明 有旋光性的原因。有旋光性的原因。由于两个由于两个 R R1 1R R2 2C C 平面相互垂直平面相互垂直,该分子没有分子没有对称面、称面、对称中心和称中心和象象转轴,所以具有旋光性。所以具有旋光性。14.3、正八面体六个正八面体六个顶点上的原子有三个被另一种原子置点上的原子有三个被另一种原子置换，有几种可，有几种可能型式？各属什么点群，有无旋光性和永久偶极矩？能型式？各属什么点群，有无旋光性和永久偶极矩？解：解：有永久偶极矩。有永久偶极矩。两种两种C2v和和 C3v；无旋光性无旋光性15.4、给出下列分子所具有的全部出下列分子所具有的全部对称元素和所属点群，称元素和所属点群，并指出是并指出是否是极性分子。否是极性分子。(1)Hg2Cl2 (2)PF5 (3)CCl4 (4)OPCl3 (5)XeF4 (6)PH3 Dh 非极性非极性D3h 非极性非极性Td 非极性非极性C3v 极性极性D4h 非极性非极性C3v 极性极性 16.