1 / 64

MOLEKYLÆR GEOMETRI & SYMMETRI MO-TEORI FOR POLYATOMÆRE MOLEKYLER

MOLEKYLÆR GEOMETRI & SYMMETRI MO-TEORI FOR POLYATOMÆRE MOLEKYLER. CH 3 & 4. MOLEKYLÆR GEOMETRI. Molekylets geometri er def av disse parametere Bindingsavstand Bindingsvinkel Dihedralvinkel Molekylers form kan summeres som på neste bilde. MOLEKYLÆRE STRUKTURER. LINEÆR. Vinklet.

linus
Download Presentation

MOLEKYLÆR GEOMETRI & SYMMETRI MO-TEORI FOR POLYATOMÆRE MOLEKYLER

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. MOLEKYLÆR GEOMETRI & SYMMETRI MO-TEORI FOR POLYATOMÆRE MOLEKYLER CH 3 & 4

  2. MOLEKYLÆRGEOMETRI • Molekylets geometri er def av disse parametere • Bindingsavstand • Bindingsvinkel • Dihedralvinkel • Molekylers form kan summeres som på neste bilde

  3. MOLEKYLÆRE STRUKTURER LINEÆR Vinklet Pyramidal Tetraedisk Trigonal Plankvadratisk Trigonal bipyramidal Kvadratisk pyramidal Oktaedrisk

  4. VSEPR • Modellfor å bestemme molekylenes utseende • Struktur bestemmes av repulsjon mellom elektronpar • Alle par teller • Dobbeltbinding er et par

  5. Følgende strukturer er mulige • To par - Lineært • Tre par - Trigonalt • Fire par - Tetraedrisk • Fem par - Trigoonalt bipyramidalt • Seks par - Oktaedrisk

  6. Advarsler • Nærliggende strukturer kan ha nesten samme energi • Resultatet vil være et avvik • Steriokjemiske inerte par • Modifikasjon av basisstruktur • Lone pair-lone pair • Lone pair-bond pair • Bond pair-bond pait

  7. Gruppeteori - Symmetriteori • Gruppeteori er den matematiske formalisme som beskriver dette fenomenet • Symmetri er viktig i naturen • Symmetri kan beskrives ved symmetri-elementer

  8. SYMMETRIELEMENTER • Identiteten E • n-tallig rotasjonsakse Cn • Speilplan sv sh • Inversjonssenter i • Improper rotasjonsakse Sn

  9. PUNKTGRUPPER • En samling symmetrielementer danner en PUNKTGRUPPE • Elementene må forholde seg til hverandre etter reglene for grupper • Molekyler som har alle symmetrielementene sier vi tilhører den gruppa som elementene definerer

  10. GRUPPETEORI • Gruppa må ha definert en operasjon • Gruppa skal inneholde et enhetselement, E, slik at hvis R er medlem av gruppa så er RE=ER=R • Hvis R & G er elementer i gruppa skal også RG og GR være elementer i gruppa • Hvert element skal ha en invers R-1 slik at R R-1 =R-1 R = E

  11. VANNMOLEKYLET x O sv(yz) C2 sv(xz) H H z Symmetrielementer for vann: E, C2, sv(xz), sv(yz) Danner disse elementene en gruppe??

  12. BESTEMMELSE AV PUNKTGRUPPE

  13. BESTEMMELSE AV PUNKTGRUPPE

  14. x H2O2 z • E • C2 • sv (zx) • sv (zy)

  15. Bestemmelse av punktgruppe for H2O2E, C2, sv (zx), sv (zy) [C2v]

  16. N2O4 x z • E • 3C2 (X, Y, Z) • sh (zx) • sv (zy) • sv (xy)

  17. Bestemmelse av punktgruppe for N2O4E, 3C2(X,Y,Z), sv (zx), sv (zy), sv (xy) [D2h]

  18. BF3 B • E • C3 • 3C2 • 3 sv • sh • S3

  19. Bestemmelse av punktgruppe for BF3E, C3, 3C2 , 3sv, sh, S3, [D3h]

  20. POLARE MOLEKYLER • Et molekyl kan ikke være polart hvis det har et inversjonssenter. • Et molekyl kan ikke ha en dipol vinkelrett på et symmetriplan • Et molekyl kan ikke ha en elektrisk dipol vinkelrett på en rotasjonsakse

  21. POLARE MOLEKYLEREt molekyl kan ikke være polart hvis det tilhørere en av disse gruppene • Hvilken som helst gruppe som innkluderer et inversjonssenter. • Alle D-gruppene • De kubiske gruppene (T,O), de icosahedrale (I) og deres modifikasjoner

  22. Kirale molekyler • Et kiralt molekyl kan ikke bli likt sitt speilbilde • En hånd er kiral • Kirale molekyler er optisk aktive som betyr at de roterer polarisert lys sitt plan • Kirale molekyler er viktige i assymmetriske synteser, L-dopa etc

  23. Kirale molekyler • Et kiralt molekyl kan ikke en improper akse Sn • Det betyr at molekyler som tilhører Dnh,Dnd og de kubiske gruppene T og O.

  24. KIRALE MOLEKYLER

  25. KARAKTERTABELLER • Hvert symmetrielement representerer en SYMMETRIOPERASJON • Operasjonene opererer på bølgefunksjoner • Hvis bølgefunksjonene opererer over i hverandere sier vi de er SYMMETRIFUNKSJONER • OPERASJONENE kan representeres ved MATRISER • Matrisene er en homomorf representasjon av gruppa

  26. KARAKTERTABELLER • Matrisas “trace”, summen av diagonalelementene er operasjonenes karakterer • Symmetrifunksjonene er basis for matrisene som de opererer på • Ved en-dimensjonale representasjoner vil symmetrifunksjonene kun skifte eller beholde fortegnet, de har enten karakteren 1 eller -1 • Karakterene for en gruppe er ordnet i karaktertabeller

  27. VANNMOLEKYLET x O sv(yz) C2 sv(xz) H H z Symmetrielementer for vann: E, C2, sv(xz), sv(yz)

  28. KARAKTERTABELLEN FOR VANN

  29. VANNSymmetriorbitaler x O Ha Hb z

  30. MOLEKYLORBITALER • Molekylorbitaler, (Moer),kan dannes som en lineærkombinasjon av basisfunksjoner • En kan bare lineærkombinere symmetrifunksjoner av samme symmetri • Symmetrifunksjonene bør ha tilnærmet samme energi for å bli lineærkombinert

  31. VANNMolekylorbitaler-Bindinger O x Hb Ha z

  32. O O + + Hb Hb Ha Ha - + - + - Ha Hb +

  33. Oppsummering av Molekylorbitaler for vann Y1= py Lonepair b2 Y2= s - pz Lonepair a1 Y3= (sa + sb) +(s +pz ) OH-binding a1 Y4= (sa + sb) - (s +pz ) Antibindende a1 Y5= (sa - sb) +px OH-binding b1 Y6= (sa - sb) - px Antibindende b1

  34. Energinivådiagram for vann 2b1 3a1 p(O) b1 1b2 b1 b2 Sa,Sb (H) a1 2a1 a1 a1 s(o) 1b1 1a1

  35. y Etylenmolekylet H c H d C z • C a b H H Symmetrielementer: E, C2(x), C2(y) C2(z) i, s(xy), s(xz), s(yz) D2h

  36. Ionisasjonspotensialene for de laveste molekylorbitalene i etylen 1b3up (C-C) 10.4 eV 1b3gs (C-H) 13.0 eV 2ags (C-C) 14.4 eV 1b2u s (C-H) 16.1 eV 1b1us (C-H) 19.4 eV 1ags (C-H) 26.0 eV

  37. Energinivådiagram for etylen p’ene fra carbon b1u b3g 1b2g b2g ag b3g b2u b3u 1b3u b2u b1u b1u 1b3g ag De to s-orb fra carbon ag De fire s-orb fra hydrogen 2ag 1b2u 1b1u 1ag

  38. AB2-molekyler • Lineært først • B - A - B • Her kan vi dele opp elektronkon-figurasjonen en sigma- og en pi-del • Sigmadelen behandles med hybridorbitaler og lokaliserte bindinger • Betrakter pi-systemet for seg

  39. P- systemet for AB2 pb+ pa+ pb Bindende pb- pa+ pb pb - pb Antibindeende Ikke-bindende

  40. Energinivådiagram for lineært AB2 Pxy* Pxy0 Pxyb

  41. Energinivådiagram for lineært CO2 : O - C - O : Totalt valenselektroner 16 Sigmaelektroner 8 Pielektroner 8 Pxy* To pi-bindinger og to “ lonepair” Pxy0 Pxyb

  42. Energinivådiagram for lineært NO2 : O - N - O : Totalt valenselektroner 17 Sigmaelektroner 8 Pielektroner 8 Pxy* En og en halv pi-bindinger og et og et halvt “ lonepair” Pxy0 Pxyb

  43. Energinivådiagram for lineært O3 : O - O - O : Totalt valenselektroner 18 Sigmaelektroner 8 Pielektroner 10 Pxy* En pi-bindinger og tre“ lonepair” Pxy0 Pxyb

  44. AB2 med 18 eller mer elektroner : : : : B - A - B : : :

  45. AB2 med 18 eller mer elektroner • To resonementer • Vi oppnår bare en pi-binding i det lineære tilfellet; samme som ved vinklet • VSEPR teorien tilsier vinklet • : : : : B - A - B : : :

More Related