ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Симметрия и символы термов из "Неорганическая химия" Если ось вращения перпендикулярна плоскости листа и проходит посередине между атомами азота, то после поворота молекулы на 180° получится тождественная конфигурация. Тогда поворот на угол 0 = 180° является операцией симметрии для этой молекулы, а ось, вокруг которой производится вращение, — элементом симметрии. Молекула 1, таким образом, имеет поворотную ось симметрии 36079-порядка, т. е. второго, потому что поворот на 180° нужно произвести дважды, чтобы все атомы вернулись в исходные положения . [c.611] В молекуле аммиака 6 ось Сз совпадает с осью гибридной орбитали азота, содержащей неподеленную пару электронов. Эта ось Сз равноудалена от трех атомов водорода. Такую же ось вращения имеет и молекула КРз. Элементами симметрии частицы 7 являются ось Сз и три оси Сг (совпадающие с осями экваториальных связей Ре—СО). [c.612] Молекула 8 имеет три оси вращения четвертого порядка (С4) ОС—W— —СО, четыре оси Сз, проходящие через противолежащие грани октаэдра, и шесть осей Сг, проходящих через противолежащие ребра октаэдра. [c.612] Так молекула осмоцена 9 обладает поворотной осью пятого порядка (Се), проходящей через атом 08 перпендикулярно плоскостям циклопентадиенильных циклов Такую же ось С5 имеет и молекула ферроцена [Ре(ср)21. В молекулах бензола (К = Н) и производных 10 имеется ось шестого порядка (Сб), тогда как в молекуле боразина 11 оси Се нет, так как при повороте на 60° атом В переместится на место атома N. и наоборот. [c.613] Все рассмотренные выше оси С называют собственными (истинными) поворотными осями симметрии. [c.613] Операция вращения вокруг оси С, приводит к получению той же молекулы, что и исходная, поэтому ее называют операцией тождественности, а ось — тождественной осью и обозначают I. Эта операция симметрии равноценна двум последовательным операциям вращения вокруг оси С или трем операциям вращения вокруг оси Сз, т. е. Сг-Сг = / и Сз-Сд-Сз = I. [c.613] Еще одним элементом симметрии является плоскость симметрии. Оптически активные молекулы в геометрическом представлении не имеют плоскости симметрии. Кроме того, у них отсутствует и центр симметрии. Молекулы большинства неорганических веществ не обладают оптической активностью и содержат одну или более плоскость симметрии. Например, все плоские молекулы, такие, как I, 2 и И, имеют плоскость симметрии а, в которой лежат все атомы этих молекул. [c.613] Плоскости симметрии делятся на горизонтальные (он), если ось высшего (в данной молекуле) порядка перпендикулярна к ним, и вертикальные ( Го), если ось высшего порядка лежит в этой плоскости. Плоскости ан имеются в частицах 1, 4, 5, 7—И, а плоскости а — в частицах 2—11. [c.613] В то же время, как видно, операция 5г эквивалентна операции I (вращение вокруг центра симметрии). Аналогичную операцию 5г можно провести с молекулой 2, которая имеет ось Сг и центр симметрии, но нельзя — с молекулой 3, которая имеет оси Сг, но не имеет центра симметрии. [c.614] Заметим, что инверсионная ось 51 эквивалентна плоскости симметрии а, так как С[ = 1. Таким образом все операции симметрии могут быть выражены через элементы симметрии Сп или поскольку / = 5г, == С и ст = 51. [c.614] Атомы в состоянии 5, Р, О, Р имеют те же орбитальные моменты количества движения, что и атом водорода с его единственным электроном на 5-, /-орбиталях. Энергетическое состояние атома можно определить квантовым числом L, аналогичным квантовому числу I атомной орбитали (так, Ь = 2 описывает -состояние атома, как 1 — 2 отвечает -подуровню). [c.616] Число возможных значений / определяет мультиплетность атомного состояния. В обоих примерах, представленных выше, мультиплетность равна трем (в первом примере / = О, 1 и 2, а во втором / — 1, 2 и 3). [c.617] Для всех конфигураций атома, кроме ns мультиплетность задается выражением 25 + 1 для -конфигурации ( = О, 5 = /г) имеется одно значение J = +V2. [c.617] Мультиплетность указывают вверху слева при обозначении атомного состояния, конкретное значение / в терме записывают справа внизу. Так, состояние атома в первом примере ( = 1)—это состояние Р, а во втором примере ( = 2) — это состояние D. Эти обозначения читают так Р —триплет Р, Ф — триплет D. Конкретными термами, будут Фа. и Ро (первый пример) и 3, 2 и 1 (второй пример). [c.617] Отметим, что терм Р лежит немного выше по энергии, чем терм и поэтому спектральная линия атома водорода расщепляется на дублет (отсюда происхождение обозначения 5). [c.617] При наличии двух или более электронов необходимо проводить так называемый систематический отбор термов. На примере р -конфигурации атома ртлерода поясним правила отбора. [c.617] Основное состояние атома следует выбирать по правилам Хунда. [c.619] Первое правило Хунда — правило максимальной мультиплетности основным состоянием атома будет то, которое имеет наибольшее значение 5 (в случае углерода — состояние зр). [c.619] Второе правило Хунда из двух состояний, имеющих одинаковую мультиплетность, меньшую энергию имеет то, у которого больше значение L. Так, состояние О ниже по энергии, чем 5. [c.619] Вернуться к основной статье