تبلیغات
شیمیست ایرانی
این صفحه را به اشتراک بگذارید
تقارن و نظریه گروه

تقارن در شیمی زمینه حل بسیاری از مسائل علم شیمی مانند:ساختار ملكول.ساختار الكترون.تشكیل پیوند و هیبریداسیون همچنین پیش بینی طیف زیر قرمز را فراهم میكند.در این جا به بررسی تقارن ملكول های مجزا میپردازیم كه تقارن آن ها به تقارن نقطه ای موسوم است.

مفاهیم مهم در تقارن

1-عنصر تقارن:واقعیتی هندسی مانند خط صفحه و یا نقطه كه یك یا چند عمل تقارن نسبت به آن انجام میشود.

2-عمل تقارن:حركت یا عملی كه انجام آن روی ملكول یا سیستم وضعیت جدیدی ایجاد كند طوری كه وضعیت جدید از وضعیت قبلی ملكول یا سیستم غیر قابل تمییز باشد.
پس وضعیت جدید شبیه به وضعیت قبلیست اما معادل با آن نیست.

در تقارن این دو مفهوم به نحو جدایی ناپذیری به هم مربوط اند.چون عمل تقارنی فقط به پشتوانه یك عنصر تقارن انجام میشود و به همین ترتیب وجود عنصر تقارن تنها زمانی برای سیستم اهمیت دارد كه بتوان روی آن یك عمل تقارنی انجام داد.

5نوع عنصر تقارن و عمل تقارنی برای مشخص كردن تقارن ملكولی:

1- عنصر یكسانیE

2-محور چرخشیCn

3-مركز وارونگی یا مركز تقارن i

4-صفحه تقارن یا صفحه آیینه ای σ

5-محور چرخشی-انعكاسیSn

 حالا هر كدام از عناصر و اعمال تقارنی مربوط به ان ها رو به طور مجزا شرح میدهیم
عمل یكسانی هیچ تغییری در ملكول ایجاد نمیكند و شامل چرخش ملكول به اندازه360درجه است.پس هر شیءیا سیستمی دارای عمل یكسانیEاست.

نتیجه عمل یكسانی روی نقطه ای به مختصات x y zرا به صورت زیر نشیان میدهند.

E

x1.y1.z1---------->x1.y1.z1

محور چرخشی

محور چرخشی متعارف به صورت Cnنشان داده میشود و nمرتبه محور دوران است كه محوری است فرضی و عمل تقارنی چرخش به اندازهn/360 حول آن محور به طوری كه ملكول به حالتی مشابه حالت اولیه اش باز گردد را موجب میشود.
به طور مثال C2 وC3وC4 به ترتیب نشان دهنده دوران به اندازه 180 و120و90درجه است.

C1
محور چرخشیC1ملكول و اتم ها را به اندازه 360 درجه میچرخاند پس معادل با عملEمیباشد.پس هر سیستمی دارای محورC1است حتی محل قرار گرفتن آن مهم نیست چرا كه این محور را هر جادر نظر بگیریم و سیستم را نسبت به آن و با زاویه360درجه بچرخانیم به حالت اولیه باز میگردد.



برای استفاده از محورC2 باید اتم مركزی حداقل دو لیگند داشته باشد تا با زاویه180درجه بچرخند.

مثال/

ملكول آب را در نظر بگیرید.این ملكول كاملا در صفحه دو بعدی قرار دارد پس محور آن هم در همان صفحه تعریف خواهد شد.در شكل میبینید با چرخش سیستم تحت C2سیستم وضعیتی مشابه وضعیت قبل پیدا كرده اما با آن معادل نیست چراكه طبق شماره گذاری فرضی اتم های هیدروژن مشاهده میشود كه جای اتم H1وH2باهم عوض شده.
توان گذاشته شده برای Cتعداد دفعات اعمال C2روی سیستم را مشخص میكند.بنابراین توان دو به این معنیست كه چرخش سیستم به اندازه 180 درجه تحتC2دو بار انجام شده كه سیستم را به حالت اولیه بازمیگرداند.

اگر محور فرضی C2منطبق بر محورZباشدهر نقطه ای به مختصاتx y zبه صورت زیر تغییر میكند

XYZ------->-X -Y Z

و اگر این محور منطبق بر محورXباشد آنگاه خواهیم داشت:

X Y Z-------->X -Y -Z

ملكول BF3را در نظر بگیرید.دارای محور چرخشی مرتبه3میباشد.در این ملكول محور تقارنC3عمود بر صفحهكاغذ است كه در شكل با نقطه چین نمایش داده شده.این محور از اتم بور عبور میكند.و باعث چرخش ملكول به اندازه120درجه در جهت حركت عقربه های ساعت میشود.

به شكل توجه كنید.ساختار اول مشابه ساختارهای دوم و سوم است و معادل با ساختار آخر(با توجه به شماره گذاری های فرضی)

اعمالی كه محور چرخشیC3تولید میكند در شكل نمایش داده شده.

بنابر این میتوان نتیجه گرفت هرCnبه توان nوبه عبارت دیگر هرمحور چرخشی با مرتبهnاگر nمرتبه روی سیستم اعمال شود عملی معادل عنصر یكسانیEدارد.در مثال های قبل این واقعیت مشهود است.

برای مشخص كردن جهت محورهای مختصات محوری كه بالا ترین مرتبه را دارد محور اصلی منطبق بر محورZدر نظر گرفته میشود و بیشترین درجه چرخش(n)كوچك ترین زاویه را دارا خواهد بود.

علاوه بر محور های مرتبه2 و مرتبه3ملكول های شناخته شده ای نیز وجود دارند كه از محور های بالاتری برخوردارند.وتا مرتبه8ادامه دارند.مثالهایی از محورهایC4 C5 C6 در شكل نشان داده شده كه در تمام حالت ها محور بر صفحه كاغذ عمود است.و از میان اتم مركزی میگذرد.



نظرات شما () نویسنده: جعفر آریان.Admin 26 مرداد 91 - 11:59 ق.ظ

آخرین مطالب

» شیمیست ایرانی پایگاهی جامع برای شیمیست های ایرانی ( 12 مهر 92 )
» کامپوزیت های تقویت شده ( 7 شهریور 92 )
» به چالش کشیدن قوانین فیزیک ( 30 تیر 92 )
» سنتز ترکیبات آلی از جان شاپلی+دانلود ( 19 اسفند 91 )
» دانلود کتاب طیف سنجی مدرن هولاس ( 19 اسفند 91 )
» سلنیوم در غذا و نقش آن در سلامتی +دانلود کتاب ( 19 اسفند 91 )
» ترکیبات جدید ضد قارچ ( 18 اسفند 91 )
» نانو بلور سریم اکسید ( 18 اسفند 91 )
» دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد تجزیه ( 18 اسفند 91 )
» دانلود کتاب جدول تناوبی ( 15 اسفند 91 )
» کارکرد و اهمیت پیل سوختی+دانلود ( 15 اسفند 91 )
» دانلود کتاب مکانیسم و تئوری در شیمی آلی و آزمایشگاه شیمی آلی 2 ( 12 اسفند 91 )
» تعیین ثابت تعادل واکنش استری شدن ( 11 اسفند 91 )
» هتروپلی اسیدها ( 11 اسفند 91 )
» آشنایی با ویتامین c و D2 ( 7 اسفند 91 )
» نکاتی چند در مورد تجزیه عنصری ( 4 اسفند 91 )
» اطلاعاتی در مورد گرانول ( 1 اسفند 91 )
» محلول های نانو ( 25 بهمن 91 )
» نانوتکنولوژی و ارزیابی ریسک ( 25 بهمن 91 )
» اکسیداسیون الکلها ( 25 بهمن 91 )
» تکنیکهای نوین آنالیز مواد: جداسازی صابونی ( 25 بهمن 91 )
» کاربرد نانوکامپوزیت‌ها در صنایع بسته‌بندی و مواد غذایی ( 16 بهمن 91 )
» ساخت نانوحسگر گاز آمونیاک با بهره‌گیری از پلی پیرول ( 16 بهمن 91 )
» برتری نانوغشاءهای کربنی برای جداسازی مولکول‌ها ( 16 بهمن 91 )
» استفاده از حفره‌های موجود در گرافن برای جداسازی ( 16 بهمن 91 )
» فراخوان ( 15 بهمن 91 )
» درباره بیوشیمی گیاهی چه می دانید؟ ( 15 بهمن 91 )
» ده مورد از خطرناک ترین مواد شیمیایی در جهان ( 15 بهمن 91 )
» چسب ها و پیشرفت انها ( 1 بهمن 91 )
» صنعت چسب سازی ( 27 دی 91 )
 

موضوعات

مدیریت سایت

لینکستان

نظرسنجی

مقطع تحصیلی شما چیست؟



ADS

آمار بازید

کل بازدید ها :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل مطالب :
آخرین بروز رسانی :

درباره ما