ویرایشسال 95 شیمیمعدنی تقارن رضافالحتی

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ویرایشسال 95 شیمیمعدنی تقارن رضافالحتی"

Ἡλί Δαμασκηνός
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ویرایشسال 95 شیمیمعدنی تقارن رضافالحتی

از ابتدای مبحث تقارن تا ابتدای مبحث جداول کاراکتر مربوط به کنکور ارشد می باشد افرادی که این قسمت ها را تسلط دارند می توانند از ابتدای مبحث جداول کاراکتر به مطالعه بپردازند.

تقارن یکی از فراگیرترین مفاهیم در جهان است که در طبیعت نمونه های بی شماری از آن وجود دارد. در اصل تقارن یعنی یکی شدن تصویر یک شی با خود آن شی وقتی یک تبدیل روی آن صورت می گیرد.

در زیر پنج عنصر تقارنی معرفی می گردد. اعمال تقارنی: اعمالی هستند که حول عناصر تقارنی صورت می گیرند به طوری که تغییری ایجاد نمی شود.

2 از ابتدای مبحث تقارن تا ابتدای مبحث جداول کاراکتر مربوط به کنکور ارشد می باشد افرادی که این قسمت ها را تسلط دارند می توانند از ابتدای مبحث جداول کاراکتر به مطالعه بپردازند. این قسمت ها بیشتر جنبه یادآوری دارند ولی یادگیری و فهم آن ها برای داوطلبین کنکور الزامی می باشد. تقارن( Symmetry ) تقارن به معنای تشابه بخش ها حول محور یا مرکز تقارن است. تقارن یکی از فراگیرترین مفاهیم در جهان است که در طبیعت نمونه های بی شماری از آن وجود دارد. در اصل تقارن یعنی یکی شدن تصویر یک شی با خود آن شی وقتی یک تبدیل روی آن صورت می گیرد. به عبارتی اگر یک شی با انجام یک تبدیل به خودش تبدیل شود می گوییم نسبت به آن تقارن دارد. برای تعیین تقارن مولکول ها ابتدا باید عناصر تقارنی و اعمال تقارن را بشناسیم. در زیر پنج عنصر تقارنی معرفی می گردد. اعمال تقارنی: اعمالی هستند که حول عناصر تقارنی صورت می گیرند به طوری که تغییری ایجاد نمی شود. عناصر تقارن( elements (Symmetry برای درک تقارن مولکول ها باید پنج عنصر تقارن زیر را بشناسیم. E (Identity): (Rotation axis): σ ( Reflection plane): i ( Center of inversion): Sn (Rotation-reflection) : عنصر یکسانی یا عنصر همسانی محور چرخشی محور تقارن محور چرخش متعارف یا محور اصلی صفحه انعکاسی مرکز وارونگی محور چرخشی- انعکاسی یا محور چرخشی مرکب محور چرخشی axis) (Rotation محور چرخشی را با نشان می دهند که C در اصل یک نماد یا سمبل برای نشان دادن چرخش متعارف می باشد و n درجه چرخش را مشخص می کند. محور چرخشی محوری است که اگر مولکول را به اندازه 2Π/n حول آن بچرخانیم شکل مولکول از شکل اولیه آن قابل تمیز نباشد. تمام حقوق مادی و معنوی این جزوه متعلق به دپارتمان تخصصی شیمی می باشد. لطفا از کپی و تکثیر آن خودداری نمایید. 2

نکته:اگر مولکولی چندین محور چرخشی می گویند.

داشته باشد محور چرخشی با بیشترینمقدار n را محور اصلی( axis

اولیه تفاوتی نداشته باشد ولی در شکل (B) سمبل C4 با چرخشی معادل 90

درجه که روی شکل انجام می شود منجر می شود گونه حاصل با حالت اولیه

3 نکته:اگر مولکولی چندین محور چرخشی می گویند. مقدار n را به راحتی می توان با دانستن زوایای مولکول حساب کرد. داشته باشد محور چرخشی با بیشترینمقدار n را محور اصلی( axis (Principle n = 360 α در شکل زیر قسمت (A) سمبل C4 حاصل با حالت اولیه تفاوتی نداشته باشد ولی در شکل (B) سمبل C4 با چرخشی معادل 90 درجه که روی شکل اعمال شده منجر می شود که گونه با چرخشی معادل 90 درجه که روی شکل انجام می شود منجر می شود گونه حاصل با حالت اولیه تفاوت داشته باشد بنابراین این گونه محور چرخشی ندارد. C4 در مولکول های زیر محورهای چرخشی نشان داده شده اند. 3

4 در جدول زیر با تغییر زوایای چرخش مقدار هم تغییر می کند. در مولکول زیر محور چرخشی 2 1 C3 و C3 را مشاهده می کنیم. به محورهای چرخشی در مولکول های زیر دقت کنید. در مثال های زیر آیا بزرگترین محور چرخشی به درستی نمایش داده شده اند عمل یکسانی (Identity) نماد آن E می باشد و اگر روی مولکول اعمال شود مولکول بدون تغییر باقی می ماند. تمام مولکول های ساده و پیچیده این عنصر تقارنی را دارند. عمل یکسانی در واقع یک عمل تقارنی است و یک حالت بخصوصی از محور دوران متعارف )( است که مرتبه آن یعنیn=1 است. دراصل عنصر یکسانی همان محور دوران C1 عالمت E از لغت آلمانی Einheit به معنای واحد گرفته شده است. می باشد که شامل دوران به اندازه ۳۶۰ درجه است. 4

صفحه انعکاسی plane) (Reflection صفحه سطحی است که مولکول را دو نیم می کند که هر نیمه آینه نیمه دیگر باشد و دارای سه نوع می باشد.

انعکاس قطری یا دو وجهی σv σh σd صفحه ای است که محور اصلی) محوری که باالترین صفحه ای است که محور اصلی را در بر می گیرد نوعی صفحه

محور چرخشی C2 C2 را در بر گرفته است پس صفحه از نوع انعکاسی قائم یا وجود دارد صفحه هم قرار دارد و به عبارتی می باشد.

5 صفحه انعکاسی plane) (Reflection صفحه سطحی است که مولکول را دو نیم می کند که هر نیمه آینه نیمه دیگر باشد و دارای سه نوع می باشد. σv (vertical mirror plane) σh (horizontal mirror plane) σd (diagonal mirror plane) صفحه انعکاس عمودی صفحه انعکاس افقی صفحه انعکاس قطری یا دو وجهی σv σh σd صفحه ای است که محور اصلی) محوری که باالترین صفحه ای است که محور اصلی را در بر می گیرد نوعی صفحه که نیمساز دو محور را دارد( بر آن عمود است می باشد C2 در شکل زیر مشاهده می شود در مکانی از مولکول که محور چرخشی صفحه انعکاسی محور چرخشی C2 C2 را در بر گرفته است پس صفحه از نوع انعکاسی قائم یا وجود دارد صفحه هم قرار دارد و به عبارتی می باشد. σv در مولکول بنزن سه نوع صفحه تقارنی نشان داده شده اند. مثال: در مولکول سیس پالتین آیا محور های چرخشی و صفحه های تقارنی به درستی نمایش داده شده اند 5

در شکل زیر)سمت چپ( یک مولکول مسطح نشان داده شده است که محور چرخشی آن ( باالترین محور چرخشی ) که C4 می باشد از مرکز مولکول و از سمت باال وارد می شود )با مربع نشان داده شده است( از طرفی

صفحه دیگری که با محور چرخشی زاویه 90 درجه را σh و صفحه دیگری محورهای C2 را از وسط دو نیم کرده است که این صفحه هم معرف σd می باشد.

6 در شکل زیر)سمت چپ( یک مولکول مسطح نشان داده شده است که محور چرخشی آن ( باالترین محور چرخشی ) که C4 می باشد از مرکز مولکول و از سمت باال وارد می شود )با مربع نشان داده شده است( از طرفی همان طور که در شکل مشخص است یکی از صفحه ها این محور را در برگرفته و از نوع تشکیل داده شده از نوع σv می باشد. صفحه دیگری که با محور چرخشی زاویه 90 درجه را σh و صفحه دیگری محورهای C2 را از وسط دو نیم کرده است که این صفحه هم معرف σd می باشد. در مولکول Fe(CO)5 صفحه انعکاس عمودی σh و σv نشان داده شده است. مولکول های کامال مسطح حتما یک صفحه دارند و یکی از مشخصه های سیستم های مسطح داشتن پیوندهای دو یا چندگانه می باشد. به عبارتی مولکول های مسطح دارای صفحه تقارنی هستند که کل مولکول را در بر می گیرد و اگر مولکول به این صفحه منعکس شود روی خودش می افتد. 6

7 مرکز وارونگی inversion) (Center of نقطه ای است که اگر از هر یک از اتم ها به آن نقطه خطی وصل کنیم و به همان اندازه و در همان راستا امتداد دهیم به اتم مشابهی می رسیم. مثال( آیا مولکول های زیر مرکز تقارن دارند ندارد ندارد دارد دارد ندارد ندارد دارد دارد 7

محور چرخشی- انعکاسی (Rotation-reflection) یک عمل تقارنی ترکیبی می باشد که از دو عمل محور چرخشی نماد Sn نمایش داده می شود. به عنوان مثال فرم ناپوشیده اتان محور چرخشی مرکب دارد.

8 محور چرخشی- انعکاسی (Rotation-reflection) یک عمل تقارنی ترکیبی می باشد که از دو عمل محور چرخشی نماد Sn نمایش داده می شود. به عنوان مثال فرم ناپوشیده اتان محور چرخشی مرکب دارد. S6 و انعکاس در صفحه عمود به آن تشکیل شده است و با Sn =.σh = σh. حاصلضرب ها در Sn ابتدا محور چرخشی اعمال شود یا صفحه انعکاسی. تعویض پذیر هستند ولی همه ضرب های تقارنی تعویض پذیر نیستند. در مولکول متان فرقی ندارد مثال: محور چرخشی مرکب S4 را در مولکول آلن مشاهده می کنیم. 8

9 نکاتی در مورد عناصر تقارن هر یک از عناصر تنها یک عمل تقارن را به وجود می آورند اما E و σ i می توانند شامل چند عمل تقارنی دیگر هم باشند. مانند C4 که می تواند سه عمل چرخش و Sn چند عمل تقارنی را به وجود می آورند. زیرا C4 C4 و C4 را به وجود آورد. هرمحور چرخشی می تواند n تا زیرگروه داشته باشد. C6 1 C6 = C6 C6 2 =C3 C6 3 =C2 C6 4 =C3 2 C6 5 = C6 5 C6 6 =E مثال( زیرگروه های محور چرخشی و C5 C4 داده شده اند آن ها را روی شکل اعمال کنید. 9

10 که n تعداد دفعات تکرار در مورد صفحه تقارن )σ( عمل انعکاس نسبت به صفحه تقارن را چندین بار می توان انجام داد که آن را با می باشد. σ n σ n σ n اگر n عدد ی زوج باشد = E اگر n عدد ی فرد باشد = σ نشان می دهند دلیل اینکه وقتی n زوج باشد عنصر یکسانی بدست می آید به این دلیل است که انعکاس در یک صفحه و به دنبال آن انعکاس دیگر همه نقاط را به حالت اولیه تبدیل می کند. در مورد مرکز تقارن )i( عمل انعکاس نسبت به مرکز تقارن را چندین بار می توان انجام داد که آن را با می باشد. i n i n i n اگر n عدد ی زوج باشد = E اگر n عدد ی فرد باشد = i نشان می دهند که n تعداد دفعات تکرار نتیجه گیری: عالوه بر C1 که معادل عمل یکسانی می باشد i n و σ n با n زوج هم معادل عمل یکسانی یا E هستند. مثال: کدام مولکول عالوه بر محور چرخشی صفحه تقارنی و مرکز تقارنی هم دارا می باشد هر سه مولکول دارای صفحه تقارنی می باشند. مولکول سمت راست و چپ مرکز تقارن ندارند.مولکول سمت چپ محور چرخشی ندارد. 10

Σχετικά έγγραφα

محاسبه ی برآیند بردارها به روش تحلیلی

محاسبه ی برآیند بردارها به روش تحلیلی برای محاسبه ی برآیند بردارها به روش تحلیلی باید توانایی تجزیه ی یک بردار در دو راستا ( محور x ها و محور y ها ) را داشته باشیم. به بردارهای تجزیه شده در راستای محور