第四章 分子的对称性-2.pptVIP

* * 第四章 分子的对称性 二、分子的对称性和旋光性 旋光性的判据: 凡是具有 ， 和 对称元素（第二类对称元素）的分子，无旋光性。 具有旋光性对称类型的点群： 任何图形，包括分子，都可以设想用“镜子”产生其镜象。(由于不强求镜象与分子必须相同,所以，这“镜子”不必是分子的镜面), 但镜象是否与分子完全相同，却分两种情况： 1. 分子手性与对称性的关系 分子旋光性与分子对称性、手性密切相关.下面将这三个概念联系起来，得到旋光性的对称性判据. 分子 镜象 第一种情况: 分子与其镜象完全相同, 可通过实际操作将完全迭合，这种分子是非手性分子. 实操作 从对称性看, 分子若有虚轴Sn , 就能用实操作将分子与其镜象迭合, 是非手性分子. 请看下图： (具有Sn的)分子 镜象 分子 反映 旋转 旋转反映 橙色虚线框表明，分子与其镜象能够通过实操作旋转完全迭合，而前提是“分子具有Sn”. 根据n的不同可以写出: S1=σ，S2=i，S4=S4。 结论：具有σ、或i、或S4的分子,可通过实际操作与其镜象完全迭合，称为非手性分子。 橙色虚线框表明，分子与其镜象不能够通过实操作(旋转)而完全迭合，原因来自“分子不具有Sn”这一前提(从而也没有σ、没有i、没有S4 ) . (没有Sn的)分子 镜象 分子 旋转反映 反映 旋转 第二种情况: 分子不具有Sn (也就没有σ、或i、或S4), 分子与其镜象只是镜象关系，并不全同. 这种分子不能用实际操作与其镜象完全迭合, 称为手性分子. 图解如下: 左手与右手互为镜象. 你能用一种实际操作把左手变成右手吗？ 对于手做不到的, 对于许多分子也做不到. 这种分子就是手性分子. 结论：不能用实际操作将分子与其镜象完全迭合的分子是手性分子，分子没有虚轴Sn ,也就没有σ、没有i、没有S4 （任何分子, 包括手性分子, 都能用“镜子”产生镜象, 但手性分子本身并无镜面）. 将分子与其镜象的旋光度分别记作R与R’ ，则 (1) 无论对手性或非手性分子，都有R’ = - R； (2) 对非手性分子，又有R’ = R . 结论：非手性分子没有旋光性，手性是分子产生旋光性的必要条件. 2. 分子的手性与旋光性的关系 3. 以上分别讨论了对称性与分子手性、手性与旋光性的关系. 综合这两点就得出三者的关系： 对称性、分子手性、旋光性的关系 分子手性 对称性 旋光性 非手性分子无旋光性 有虚轴（包括镜面或对称 中心）的分子是非手性分子 有虚轴（包括镜面或对称 中心）的分子无旋光性 * * 分子旋光性的对称性判据: 具有虚轴Sn(包括σ、或i、或S4 )的分子是非手性分子,没有旋光性；没有虚轴Sn(也就没有σ、i和S4 )的分子是手性分子, 具备产生旋光性的必要条件（但能否观察到还要看旋光度的大小）. 手性分子通常属于Cn 、Dn群. 注意： 分子中有不对称C原子(C*) 并非都有旋光性，没有不对称C原子的分子也并非都没有旋光性. 分子虽有C*, 但由于其内部作用而无旋光性的现象称内消旋. 例如（R，S）构型的2,3-二氯丁烷就是内消旋体(meso). * * 第四章 分子的对称性 对于给定的分子，会找出主要对称元素及全部独立的对称操作，判断所属的点群，点群的阶次，并判断是否有极性和旋光性。 本章要求 * * * 第四章 分子的对称性 一、单轴或无轴群 ⒈ 群 只有对称中心： 反式二氯二氟乙烷 * * 第四章 分子的对称性 ⒉ 群 对称元素： 分子中常见的 Cn点群有：C1, C2, C3 。 C1群 氟氯溴代甲烷 除E无任何对称元素 这类点群的共同特点是旋转轴只有一条. * * 第四章 分子的对称性 C2群 C3群 1,3,5-三甲基苯（图III）是C3点群的例子，若不考虑甲基上H原子，分子的对称性可以很高，但整体考虑，C6H3(CH3)3只有C3对称元素。C3轴位于苯环中心，垂直于苯环平面，分子绕C3轴转动120°，240°都能复原。 旋转一定角度的三氯乙烷（图IV）也是C3对称性分子。 * * 第四章 分子的对称性 ⒊ 群 分子中常见的 Cnv点群有：