結構化學課件42

按Schonflies記號可分為下列幾類：

4.3分子的點群

判斷分子所屬的點群是本章學習的中心內(nèi)容，因為根據(jù)分子的點群即可了解分子結構和分子所應具有的一些性質(zhì)。4.3.1分子所屬的點群

在分子中，原子固定在其平衡位置上，其空間排列是對稱的圖象，利用對稱性原理探討分子的結構和性質(zhì)，是人們認識分子的重要途徑，是了解分子結構和性質(zhì)的重要方法。分子對稱性是聯(lián)系分子結構和分子性質(zhì)的重要橋梁之一。在化學研究中，我們經(jīng)常要確定一個分子、離子或原子簇所屬的對稱點群。如果分子M所具有的對稱元素的所有對稱操作形成一個完全集合G，我們就說分子M的對稱性屬于點群G。由于群論原理制約，某個分子具有的對稱元素和可能進行的對稱操作是有限的，所以分子點群大致可分為幾類：

Cn

、Cnv、Cnh

、Dn、Dnh、Dnd及高階群。

分子點群的分類

Cn群只有1個Cn旋轉軸。獨立對稱操作有n個。階次為n。若分子只有n重旋轉軸，它就屬于Cn群，群元素為{E，Cn1，Cn2…Cnn-1}。這是n階循環(huán)群。

⑴

Cn點群二氯丙二烯（圖I）

I.

C3H2Cl2

現(xiàn)以二氯丙二烯（圖I）為例說明。該分子兩個H\C/Cl碎片分別位于兩個相互垂直的平面上，C2軸穿過中心C原子，與兩個平面形成45°夾角。C2軸旋轉180°，兩個Cl，兩個H和頭、尾兩個C各自交換，整個分子圖形復原。我們說它屬于C2點群，群元素為{E，C2}。C2

H2O2分子（圖II）是C2點群的又一個例子，H2O2象躺在一本打開的書上，C2軸穿過O-O鍵的中心和兩個H連線的中心。

H2O2III.

1,3,5-三甲基苯

1,3,5-三甲基苯（圖III）是C3點群的例子，若不考慮甲基上H原子，分子的對稱性可以很高，但整體考慮，C6H3(CH3)3只有C3對稱元素。C3軸位于苯環(huán)中心，垂直于苯環(huán)平面，分子繞C3軸轉動120°，240°都能復原。C3CO2HHOHCH3C1CIHCCCCIHC2HC3

Cnh群中有1個Cn軸，垂直于此軸有1個σh。階次為2n。C1h點群用Cs記號。若分子有一個n重旋轉軸和一個垂直于軸的水平對稱面就得到Cnh群，它有2n個對稱操作，{E，Cn1，Cn2……Cnn-1，σh，Sn1，Sn2……Snn-1}包括（n-1）個旋轉、一個反映面，及旋轉與反映結合的（n-1）個映轉操作。當n為偶次軸時，S2nn即為對稱中心。⑵Cnh點群現(xiàn)以二氯乙烯分子為例，說明C2h點群。

該分子是一個平面分子。C=C鍵中點存在垂直于分子平面的C2旋轉軸(Ⅰ)，分子所在平面即為水平對稱面

σh(Ⅱ)，C=C鍵中點還是分子的對稱中心i。所以C2h點群(Ⅲ)的對稱操作有四個：{E，C2，σh，i}，若分子中有偶次旋轉軸及垂直于該軸的水平對稱面，就會產(chǎn)生一個對稱中心。反式丁二烯等均屬C2h點群。

Ⅰ.C2旋轉軸

Ⅱ.σh對稱面Ⅲ.C2h點群

HCICIHC2hHCICIHC2σh·iI7-離子(圖Ⅳ)亦屬于C2h點群，I7-

離子為“Z”型的平面離子，C2軸與對稱心位于第四個I原子上。萘的二氯化物亦屬于C2h點群。(圖Ⅴ)

IV.I7-離子

V.萘的二氯化物

C2hC2hV.萘的二氯化物

C2hC3hC4h

Cnv群中有1個Cn軸,通過此軸有n個σv。階次為2n。若分子有n重旋轉軸和通過Cn軸的對稱面σ，就生成一個Cnv群。由于Cn軸的存在，有一個對稱面，必然產(chǎn)生（n-1）個對稱面。兩個平面交角為π/n。它也是2n階群。⑶Cnv點群：

水分子屬C2v點群。C2軸經(jīng)過O原子、平分∠HOH，分子所在平面是一個σv平面，另一個σv平面經(jīng)過O原子且與分子平面相互垂直。

OHHC2軸圖V.

N2H4

C2v

NH3分子(圖VII)是C3v點群的典型例子。C3軸穿過N原子和三角錐的底心，三個垂面各包括一個N-H鍵。其它三角錐型分子PCl3、PF3、PSCl3、CH3Cl、CHCl3等，均屬C3v點群。P4S3(圖Ⅷ)亦屬C3v點群。

圖VII.

NH3

圖Ⅷ.

P4S3

C3vC3v

CO分子(圖Ⅸ)是C∞v點群典型例子。C∞v軸穿過了C原子和O原子所在的直線，任何一個經(jīng)過C原子和O原子所在的面都是其σv平面。圖Ⅸ.

CO分子

C∞vC2vC3vC4vCICICICIHHHHC5vFe

CICICICICI

分子中有1個Sn軸，當n為奇數(shù)時，屬Cni群；當n為偶數(shù)但不為4的整數(shù)倍時，屬Cn/2h點群；當n為4的整數(shù)倍時，屬Sn點群。分子中只含有一個映轉軸Sn的點群屬于這一類。映轉軸所對應的操作是繞軸轉2π/n，接著對垂直于軸的平面進行反映。⑷Sn和Cni點群①.S1=Cs群：

S1=σC11=σ即S1為對稱面反映操作，故S1群相當于Cs群。即對稱元素僅有一個對稱面。亦可記為C1h=C1v=Cs：{E，σ}。這樣的分子不少。如TiCl2(C5H5)2，Ti形成四配位化合物，2個Cl原子和環(huán)戊烯基成對角。.TiCl2(C5H5)2

沒有其它對稱元素的平面分子②.Ci群:

S2=σC2=Ci為繞軸旋轉180°再進行水平面反映，操作結果相當于一個對稱心的反演。故S2群亦記為Ci群。例如Fe2(CO)4(C5H5)2，每個Fe與一個羰基，一個環(huán)戊烯基配位，再通過兩個橋羰基與另一個Fe原子成鍵，它屬于Ci對稱性。

S3=σC3=C3+σFe2(CO)4(C5H5)2

二氟二氯乙烷③S4點群：

只有S4是獨立的點群。例如：1,3,5,7-四甲基環(huán)辛四烯(圖Ⅳ)，有一個S4映轉軸，沒有其它獨立對稱元素，一組甲基基團破壞了所有對稱面及C2軸。

IV.1,3,5,7-四甲基環(huán)辛四烯

S4Ci

Dn群由1個Cn

軸和垂直于此軸的n個C2軸組成。階次為2n。

如果某分子除了一個主旋轉軸Cn(n≥2)之外，還有n個垂直于Cn軸的二次軸C2，則該分子屬Dn點群。

左圖為D2對稱性分子，C2主軸穿過聯(lián)苯軸線，經(jīng)過2個O為水平面上的C2軸，還有一個C2軸與這兩個C2軸垂直。

⑸Dn點群雙乙二胺NH2-CH2-CH2-NH2-CH2-CH2-NH2可對Co3+離子3配位螯合，2個雙乙二胺與Co3+形成Co(dien)2配合物，具有D2對稱性。(右圖）

非平衡態(tài)的乙烷

（白色的為上層的H原子，黃色的為下層的H原子，）

非平衡態(tài)的乙烷，甲乙碳上的2組氫原子相互錯開一定角度，該狀態(tài)對稱性為D3。

另有Co3+與乙二胺形成的螯合物，螯合配體(乙二胺)象風扇葉片一樣排布。

Dnh群由Dn群的對稱元素系中加入垂直于Cn軸的σh組成。若Cn為奇數(shù)軸，將產(chǎn)生I2n和n個σv，注意這時對稱元素系中不含對稱中心i。若Cn為偶數(shù)軸，對稱元素系中含有In，n個σv和i。

⑹Dnh點群

Dnh分子含有一個主旋轉軸Cn（n>=2），n個垂直于Cn

軸的二次軸C2，還有一個垂直于主軸Cn的水平對稱面σh；由此可產(chǎn)生4n個對稱操作：

{E，Cn1，Cn2，Cn3…Cnn-1；C2(1)，C2(2)…C2(n)；σh，Sn1，Sn2，…Snn-1；σv(1)，σv

(2)…σv(n)｝

Cn旋轉軸產(chǎn)生n個旋轉操作，n個C2

(i)軸旋轉產(chǎn)生n個旋轉操作，還有對稱面反映及（n-1）個映轉操作，n個通過Cn主軸的垂對稱面σv的反映操作。故Dnh群為4n階群。

D2h對稱性的分子亦很多，如常見的乙烯分子(圖Ⅰ)，平面型的對硝基苯分子

C6H4(NO2)2，草酸根離子[C2O4]2-等。還有稠環(huán)化合物萘(圖Ⅱ）、蒽、立體型的雙吡啶四氟化硅(圖Ⅲ）等。

Ⅲ.雙吡啶四氟化硅

D2hD2hCCHHHHⅠ.乙烯分子

Ⅱ.萘

D3h：平面三角形的BF3(圖IV)、CO32-、NO3-

或三角形骨架的環(huán)丙烷均屬D3h點群。

三角雙錐PCl5(圖V)、三棱柱型的Tc6Cl6(圖VI)金屬簇合物等也是D3h對稱性。

IV.

BF3

V.

PCl5

VI.

Tc6Cl6

D3hD4h：[Ni(CN)4]2-(圖I)、[PtCl4]2-等平面四邊形分子屬D4h對稱性，典型的金屬四重鍵分子Re2Cl82-，兩個Re各配位四個Cl原子，兩層Cl原子完全重疊，故符合D4h對稱性要求。I.

[Ni(CN)4]2-

D4hIII.

Re2Cl82-

D4hD4hD5h：重疊型的二茂鐵屬D5h對稱性，IF7(左圖)、UF7-離子為五角雙錐構型，也屬D5h對稱性。

IV.

IF7

D5hD5h

苯的主軸位于苯環(huán)中心垂直于分子平面，6個二次軸，3個分別經(jīng)過兩兩相對C-H鍵，3個分別平分6個C-C鍵。

分子平面即σh平面，6個σv垂直面分別經(jīng)過6個C2軸且相交于C6軸。苯環(huán)屬于D6h對稱群，共有4×6＝24階對稱操作，是對稱性很高的分子。D6h點群以苯分子為例說明：D6h

D∞h：同核雙原子分子H2、N2(圖VI)、O2等，或中心對稱的線型分子CO2、CS2、C2H2、Hg2Cl2等屬于D∞h對稱性。在分子軸線存在一個C∞軸，過分子中心又有一個垂直于分子軸的平面，平面上有無數(shù)個C2軸⊥C∞軸，還有無數(shù)個垂直面σv經(jīng)過并相交于C∞軸。

VI.

N2

D∞h

Dnd群由Dn群的對稱元素系和通過Cn有平分2個C2軸的夾角的n個σd組成。若Cn為奇數(shù)軸，對稱元素系中含有Cn

，n個C2，n個σd

，i和In，若Cn為偶數(shù)軸，對稱元素系中含有Cn

，n個C2，n個σd和I2n，注意這時不包含對稱中心i。一個分子若含有一個n重旋轉軸Cn及垂直于Cn軸n個2次軸，即滿足Dn群要求后，要進一步判斷是Dnh或Dnd，首先要尋找有否垂直于Cn主軸的水平對稱面σh。若無，則進一步尋找有否通過Cn軸并平分C2軸夾角的n個σd垂直對稱面，若有則屬Dnd點群，該群含4n個對稱操作。⑺Dnd點群丙二烯

現(xiàn)以丙二烯(左圖I)為例說明。沿著C=C=C鍵方向有C2主軸，經(jīng)過中心C原子垂直于C2軸的2個C2軸，與兩個平面成45°交角。但不存在一個過中心C、垂直于主軸的平面，故丙二烯分子屬D2d而不是D2h。

D2d

N4S4(右圖II)、As4S4的結構，是幾個共邊五元環(huán)圍成的網(wǎng)絡立體結構，它也是D2d對稱性，C2主軸經(jīng)過上下N-N鍵的中心，S4共平面，含有2個C2軸相互垂直。

II.

N4S4

D2dD2dCCCHHHHD3dD3dS8分子為皇冠型構型，屬D4d點群，C4旋轉軸位于皇冠中心。4個C2軸分別穿過S8環(huán)上正對的2個S原子，4個垂直平分面把皇冠均分成八部分。(圖III）

III.

S8

D4dD4d

為了達到十八電子效應，Mn(CO)5易形成二聚體Mn2(CO)10(圖IV）為減少核間排斥力，2組CO采用交錯型，故對稱性屬D4d。

IV.

二聚體Mn2(CO)10

D4dD5d：

二茂鐵（圖V）分子屬D5d點群。

V.

二茂鐵

D5d

數(shù)學已證明，有且只有五種正多面體。（正多面體是指表面由同樣的正多面體組成，各個頂點、各條棱等價）它們是四面體，立方體、八面體、十二面體和二十面體。他們的面（F）、棱（E）、頂點（V）滿足Euler方程：

F＋V＝E＋2如下所示：高階群：

面：4個等邊三角形

頂點：4個

棱：6條

1.四面體五種正多面體

面：6個正方形

頂點：8個頂點

棱：12條

2.立方體

面：8個正三角形

頂點：6個

棱：12條

3.八面體

面：12個正五邊形

頂點：20個

棱：30條

4.十二面體面：20個正三角形

頂點：12個

棱：30條

5.二十面體這些是四面體群，其特點是都含有4個C3軸，按立方體體對角線排列。

T點群由4個C3，和3個C2組成。

Th

點群由4個C3和3個C2，3個σh（它們分別和3個C2軸垂直）和i組成。

Td點群由4個C3，和3個I4（其中含有C2）和6個σd（分別平分4個C3軸的夾角）組成，注意其中不包含對稱中心i。⑻T，Th和Td點群

當一個分子具有四面體骨架構型，經(jīng)過每個四面體頂點存在一個C3旋轉軸，4個頂點共有4個C3軸，聯(lián)結每兩條相對棱的中點，存在1個C2軸，六條棱共有3個C2軸，可形成12個對稱操作：｛E，4C3，4C32，3C2｝。這些對稱操作構成T群，群階為12。

T群是純旋轉群，不含對稱面，這樣的分子很少，例如：新戊烷(C(CH3)4)（圖I）

T群I.C(CH3)4

T群

當某個分子存在T群的對稱元素外，在垂直C2軸方向有一對稱面，3個C2軸則有3個對稱面，C2軸與垂直的對稱面又會產(chǎn)生對稱心。這樣共有24個對稱操作｛E，4C3，4C32，3C2，i，4I3，4I32，3σh｝，這個群稱Th群，群階為24。屬Th群的分子也不多。近年合成了過渡金屬與C的原子簇合物Ti8C12+、V8C12+即屬此對稱性。

Ti8C12＋（圖II）分子中，上下2個C-C鍵中點，左右2個C-C鍵中點，前后2個C-C鍵中點間存在3個C3軸，在兩兩相對的金屬Ti原子間的連線為C3軸。垂直于C2軸還有3個對稱平面。Th群II.

Ti8C12＋

屬Th群

若一個四面體骨架的分子，存在4個C3軸，3個C2軸，同時每個C2軸還處在兩個互相垂直的平面σd的交線上，這兩個平面還平分另外2個C2軸（共有6個這樣的平面）則該分子屬Td對稱性。對稱操作為｛E，3C2，8C3，6S4，6σd｝共有24階。這樣的分子很多。四面體CH4、CCl4對稱性屬Td群，一些含氧酸根SO42-、PO43-等亦是。在CH4分子中，每個C-H鍵方向存在1個C3軸，2個氫原子連線中點與中心C原子間是S4

軸，還有6個σd平面。Td群四面體一些分子骨架是四面體，所帶的一些配體亦符合對稱要求。如過渡金屬的一些羰基化合物：Co4(CO)12，每個金屬原子有3個羰基配體，符合頂點C3旋轉軸的要求，故對稱性為Td。又如P4O6，P4形成四面體，6個O位于四面體6條棱的橋位，符合C2軸對稱性，故也是Td點群。還有一些分子，如封閉碳籠富勒烯分子C40、C76等，由于封閉碳籠由12個五邊形與ｍ個六邊形組成，五邊形與六邊形相對位置的改變使碳籠對稱性發(fā)生變化。C40、C76、C84等碳籠的某種排列就屬于Td點群。IV.

Co4(CO)12

Td群V.

P4O6

Td群

這些是八面體群，其特點是都含有3個C4軸

O群由3個C4，和4個C3和6個C2組成。

Oh群由3個C4，和4個C3和6個C2，3個σh（分別和3個C4軸垂直），6個σd（分別平分4個C3軸的夾角）和i等組成。分子幾何構型為立方體、八面體的，其對稱性可屬于O或Oh點群。立方體與八面體構型可互相嵌套，在立方體的每個正方形中心處取一個頂點,把這六個頂點連接起來就形成八面體。⑼O和Oh點群I.立方體與八面體構型可互相嵌套

經(jīng)過立方體兩個平行面的中心，存在1個C4旋轉軸，共有3組平行面，所以有3個C4軸。通過相距最遠的兩個頂點有1個C3軸，共有4個C3軸，3個C4軸與4個C3軸構成了24個對稱操作，{E，6C4，3C2，6C2'，8C3}，構成純旋轉群O群。

[O群的C4軸對八面體構型來說，存在于兩個對立頂點之間。6個頂點就有3個C4軸，聯(lián)結兩個平行的三角面的中心，則為1個C3軸，共有8個三角面，就有4個C3軸.]對稱性為O群的分子較少。

一個分子若已有O群的對稱元素（4個C3軸，3個C4軸），再有一個垂直于C4軸的對稱面σh，同理會存在3個σh對稱面，有C4軸與垂直于它的水平對稱面，將產(chǎn)生一個對稱心i，由此產(chǎn)生一系列的對稱操作，共有48個：{E，6C4，3C2，6C2'，8C3，i，6S4，3σh,6σd,8S6}這就形成了Oh群。屬于Oh群的分子有八面體構型的SF6、WF6、Mo(CO)6，立方體構型的OsF8、立方烷C8H8，還有一些金屬簇合物對稱性屬Oh點群。

Oh群II.

SF6

III.

立方烷C8H8

Oh群

例如Mo6Cl84+或Ta6Cl122+，這兩個離子中，6個金屬原子形成八面體骨架，Cl原子在三角面上配位，或在棱橋位置與M配位。還有一種立方八面體構型的分子對稱性也屬Oh群。從一個立方體的八個頂點削出一個三角面來（如圖所示），即形成一個立方八面體（十四面體）一些金屬簇如Rh13（圖IV）就是這種構型，一個金屬原子位于中心，周圍12個原子等距離圍繞它，這種構型3個C4軸，4個C3軸都存在，還有3個σh對稱面，6個σd對稱面，對稱心i等，也有48個對稱操作。IV.

Rh13

這些是二十面體群，其特點是都含有6個C5軸。

I點群由6個C5，10個C3或15個C2組成。

Id點群由6個C5，10個C3或15個C2，15個σ和i組成。Id點群有時又稱Ih點群。

正二十面體與正十二面體具有完全相同的對稱操作。（將正十二面體的每個正五邊形的中心取為頂點，聯(lián)結起來就形成嚴格正二十面體。反之，從正二十面體每個三角形中心取一個頂點，聯(lián)結起來就形成一個正十二面體。）

⑽I和Ih點群正三角二十面體正五角十二面體

現(xiàn)以十二面體為例說明；聯(lián)結十二面體兩個平行五邊形的中心，即是多面體的一個C5對稱軸，共有12個面，即有6個C5軸，聯(lián)結十二面體相距最近的兩個頂點，則為C3軸，共有20個頂點，故有10個C3軸。經(jīng)過一對棱的中點，可找到1個C2軸，共有30條棱，所以有15個C2軸。6個C5軸、10個C3軸、15個C2軸共同組成了I群的60個對稱操作：{E，12C5，12C52，20C3，15C2}，I群的一個60階的純旋轉群。屬于I群的分子很少。I群

在I群對稱元素基礎上，增加一個對稱心，即可再產(chǎn)生60個對稱操作，形成120個對稱操作的Ih點群：{E，12C5，12C52，20C3，15C2，i，12S10，12S103，20S6，15σ}。以B12H122-分子為例說明：該分子為正二十面體構型，相隔最遠的2個B原子間有一個C5旋轉軸，12個原子共有6個C5軸。

C20H20分子則是正十二面體結構。Ih群I.

B12H122-Ih群C60也屬Ih點群，。

III.C60五次軸側視圖

Ih群IV.C60三次軸側視圖

Ih群一個分子的對稱性一定屬于上述10類點群中的一種，判別分子所屬點群的方法可按表4所示的步驟進行。首先查看有無多個高次軸：注意有無6個C5，或3個C4

，或4個C3，以區(qū)分二十面體群，八面體群，四面體群。再查看有無一個n≥2的Cn

軸，n個C2軸，垂直Cn

軸的σh，平分C2軸夾角的σd，以區(qū)分Dn，Dnh，Dnd

；進一步區(qū)分只有一個In軸的點群Sn和Cni；區(qū)分只有一個Cn

軸的Cn

，Cnh和Cnv等。4.3.2分子所屬點群判別

多個高次軸Cn或In無無σ無i無C1有Cin為奇數(shù)n為4的整數(shù)倍無無無無無無有有有有有有有有DnSnCniCnhCnCsDnhDndCnv有nC2⊥CnInσhσvσhσd表4.3.2分子點群的判別

多個高次軸無無無無無無有有有有有有有有6C53C44C3σhσdσdσhTTdThOOhIhI表4分子點群的判別一些常見結構的分子與其對應的點群結構分子點群結構分子點群直線型

N2、CO2D∞h

正四面體

CH4TdCuCl2－

D∞h

正八面體SF6Oh

HCl、CO

C∞v

夾心化合物彎曲型H2OC2v

重疊型Fe(cp)2D5hT型ClF3C2v

交叉型Fe(cp)2D5d三角錐NH3C3v

五角雙錐B7H72－

D5h四方錐TeF5C4v四面體SiFClBrI

C1平面型BF3D3h彎曲型HOCl

Cs

PtCl42－

D4hH2O2

C2

環(huán)戊二烯D5h反－N2F2

C2hC6H6D6hCo(en)33+D3三角雙錐PCl5D3h

正二十面體B12H122－Ih

分子中的正負電荷中心可以重合，也可以不重合。正負電荷中心不重合的分子稱為極性分子，有偶極矩。偶極矩是個矢量，規(guī)定其方向由正電重心指向負電重心，偶極矩是正負電重心間的距離r與電荷量q的乘積。

μ=qr

偶極矩的單位為庫侖米（C·m),在cgs制中單位為Debye（德拜）D1D=3.336×10-30C·m偶極矩(μ)是表示分子中電荷分布情況的物理量(矢量)。4.4分子的偶極矩和極化率

分子有無偶極矩與分子的對稱性有密切關系，可根據(jù)分子的對稱性為分子有無偶極矩做出簡單而明確的判據(jù)：只有屬于Cn和Cnv這兩類點群的分子才具有偶極矩，而其他點群的分子偶極矩為0，C1v≡C1h≡Cs，Cs點群也包括在Cnv之中。上述判據(jù)的物理基礎是由于偶極矩是分子的靜態(tài)性質(zhì)，這種靜態(tài)性質(zhì)的特點是它在分子所屬點群的每一對稱操作下，其大小和方向必須保持不變。因此，偶極矩矢量必須坐落在每一對稱元素上。4.4.1分子的偶極矩和分子的結構

v通過C2，交于無數(shù)多點C2

與

h交于一點C2h

=0C2v

≠0CH4CCl4

對稱元素S4,4個C3

交于C原子無偶極矩——Td

1,2-二氯乙烯（順式）有偶極矩，沿C2軸——C2v

兩，一C21,2-二氯乙烯（反式）無偶極矩——C2h

有對稱中心，NH33個σ交于C3，有偶極矩，在C3上——C3v

(無)(有)——D2h

——C2v

極性鍵構成的雙原子分子：分子偶極矩=鍵矩多原子分子的偶極矩=鍵矩的矢量和，例如：μ(SF6)=0，鍵矩互相抵消，

μ(H2O)≠0，鍵矩未能抵消。分子的偶極矩與鍵矩的關系：烷烴的偶極矩接近0，同系物的偶極矩大致相等。1.由偶極矩數(shù)據(jù)獲得分子構型的信息；例H2O26.9C2點群；C2H20D∞h點群

N2H46.1C2V點群；C2H40D2h點群

5.0C2V點群；0D2h點群利用偶極矩數(shù)據(jù)可判斷分子為鄰、間、對位異構體；烷烴的偶極矩接近于零，同系物的偶極矩大致相等；誘導效應是近程效應；偶極矩與極化率

誘

SSNN4.5分子的手性和旋光性

分子的旋光性與其對稱性有著密切的關系，有機化學中常依據(jù)分子是否有不對稱性（手性碳原子,C1點群，無任何對稱性）來判斷分子是否具有旋光性。這是一個簡單實用但不夠嚴格的標準。例如，六螺烯分子，每個C原子的配位與苯環(huán)中C原子類同，但整個分子6個苯環(huán)形成螺旋狀，故有旋光性。而(CH3CHCONH)2分子有不對稱C原子卻沒有旋光性。一切螺旋形結構的分子都是手性分子。

因此，只有考察分子的對稱性就能判斷它是否具有手性。

凡具有對稱面、對稱中心、I4n其中一種對稱因素的分子，都能與其鏡像分子疊合，都是非手性分子。反之，都不具有上述對稱因素的分子，都可能是手性分子。是否有對稱軸對分子是否有手性沒有決定作用。

在有機化合物中，絕大多數(shù)非手性分子都具有對稱面或對稱中心，或者同時具有I4n

，沒有對稱面或對稱中心，只有I4n的非手性分子是極個別的。

因此，只要一個分子既沒有稱面，也沒有對稱中心，一般能初步斷定它是一個手性分子。

只有Cn

Dn點群

具有旋光性分子的特點是其自身不能和鏡象疊合，正如人的左右手，兩只手互為鏡象，但不能通過旋轉或平移（實動作）使兩只手疊合在一起。旋光性嚴格的定義為:有

平面，或有對稱中心i，或有Sn

映轉軸的分子沒有旋光性，沒有

，或沒有i，或沒有Sn

的分子才有旋光性。旋光性的對稱性判據(jù)：凡無對稱中心i，對稱面和S4n軸的分子才可有旋光性。有C2，無、i，有旋光性。

R1C==C==CR1R2R2三乙二胺合鈷，D3點群，有旋光性。

螺旋型分子都是手性分子，旋光方向與螺旋方向一致；匝數(shù)越多旋光度越大；螺距小者旋光度大；