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1、 第四章 分子对称性Chapter 4. Molecular Symmetry and Introduction to Group Theory 分子对称性4.1 对称性概念对称性概念4.2 分子中的对称操作与对称元素分子中的对称操作与对称元素4.3 分子点群分子点群4.4 分子对称性与偶极矩、旋光性的关系分子对称性与偶极矩、旋光性的关系 4.4.1 分子的对称性与偶极矩分子的对称性与偶极矩 4.4.2 分子的对称性与旋光性分子的对称性与旋光性 Contents 第四章目录分子对称性 判天地之美,析万物之理。 庄 子 在所有智慧的追求中，很难找到其他例子能够在深刻的普遍性与优美简洁性方面与对称
2、性原理相比. 李政道 4.1 对称性概念对称性概念分子对称性生生物物界界的的对对称称性性分子对称性电荷对称电荷对称: : 一组带电粒子一组带电粒子极性互换极性互换, 其相互其相互作用不变作用不变(但在弱相但在弱相互作用下这种对称互作用下这种对称被部分破坏被部分破坏).分子对称性分子对称性分子对称性文学中的对称性文学中的对称性回文回文 将这首诗从头朗诵到尾将这首诗从头朗诵到尾, 再反过来再反过来, 从尾到头去朗诵从尾到头去朗诵, 分别都是一首绝妙好诗分别都是一首绝妙好诗. 它们可它们可以合成一首以合成一首“对称性对称性”的诗，其中每一首相当于一首的诗，其中每一首相当于一首“手性手性”诗诗. 悠悠
3、绿水傍林偎日落观山四望回幽林古寺孤明月冷井寒泉碧映台鸥飞满浦渔舟泛鹤伴闲亭仙客来游径踏花烟上走流溪远棹一篷开分子对称性开篷一棹远溪流走上烟花踏径游来客仙亭闲伴鹤泛舟渔浦满飞鸥台映碧泉寒井冷月明孤寺古林幽回望四山观落日偎林傍水绿悠悠分子对称性对称操作：不改变图形中任何对称操作：不改变图形中任何两点的距离而能使图形复原的操作两点的距离而能使图形复原的操作叫做对称操作；叫做对称操作；对称操作据以进行的几何要素对称操作据以进行的几何要素叫做对称元素叫做对称元素. .分子中的四类对称操作及相应分子中的四类对称操作及相应的对称元素如下的对称元素如下: : 4.2 分子的对称操作与对称元素分子的对称操作与对
4、称元素对称元素对称元素: 旋转轴旋转轴对称操作对称操作: 旋转旋转请单击按钮观看动画请单击按钮观看动画分子对称性（1 1）旋转操作与旋转轴）旋转操作与旋转轴 分分子子中中若若存存在在一一条条轴轴线线，绕绕此此轴轴旋旋转转一一定定角角度度能能使使分分子子复复原原，就就称称此此轴轴为为旋旋转转轴轴, 符符号号为为Cn . 旋旋转转可可以以实实际际进行，为真操作；相应地，旋转轴也称为真轴进行，为真操作；相应地，旋转轴也称为真轴.H2O2中的中的C2(旋转轴旋转轴上的椭圆形为上的椭圆形为C2的的图形符号。类似地，正图形符号。类似地，正三角三角形、正方形、正六边形分别是形、正方形、正六边形分别是C3、C
5、4和和C6的图形符号）的图形符号）分子对称性旋转操作和对称轴旋转操作和对称轴 C3 旋旋转转2 /3 等等价价于于旋旋转转2 (复复原原) 基基转转角角 =360 /nC3 三重轴，逆时针。三重轴，逆时针。操作操作分子对称性（2）反映操作与镜面反映操作与镜面 分子中若存在一个平面，分子中若存在一个平面，将分子两半部互相反映而能将分子两半部互相反映而能使分子复原，则该平面就是使分子复原，则该平面就是镜面镜面，这种操作就是反映，这种操作就是反映. 请单击按钮观看动画请单击按钮观看动画对对 称称 面面 也也 即即 镜镜 面面(mirror)分子对称性 d 包含主轴且等分两个副轴夹角包含主轴且等分两个
6、副轴夹角的对称面。的对称面。 HHO v1 v2C2C2d一般一般 xz为为 h垂直主轴的垂直主轴的 面面 xy， yz为为 v通过主轴的通过主轴的 面面xyz(x, y, z)(x, -y, z)分子对称性 (3)(3) 反演操作与对称中心反演操作与对称中心 分子中若存在一点分子中若存在一点, ,将每个原子通过这一点引连线并延将每个原子通过这一点引连线并延长到反方向等距离处而使分子复原长到反方向等距离处而使分子复原, ,这一点就是对称中心这一点就是对称中心i, ,这种操作就是反演这种操作就是反演. . 分子对称性 (4) 4) 旋转反演操作和反轴旋转反演操作和反轴 In旋转反演是复合操作旋转
7、反演是复合操作，是先绕轴转，是先绕轴转360 /n ，接着按轴上的中心点，接着按轴上的中心点进行反演。相应的对称元素为反轴进行反演。相应的对称元素为反轴In。旋转反演的两步操作顺序可旋转反演的两步操作顺序可以反过来以反过来. .I1 =i; I2 = h分子对称性CH4中的3个互相垂直的反轴反轴 I4与旋转反演操作旋转反演操作分子对称性旋转反映也是复合操作，旋转反映也是复合操作，是先绕轴转是先绕轴转360 /n 后，后，再相对垂直于此轴的平面再相对垂直于此轴的平面 h进行反映。进行反映。相应的对称相应的对称元素称为映轴元素称为映轴Sn. 旋转反映的两步操作顺序可以反旋转反映的两步操作顺序可以反
8、过来过来. . (5) (5) 旋转反映操作与映轴旋转反映操作与映轴分子对称性重叠型二茂铁具有重叠型二茂铁具有S5， 所以所以, C5和与之垂直的和与之垂直的也都独立存在。也都独立存在。分子对称性CH4中的映轴映轴S S4与旋转反映操作旋转反映操作分子对称性对称操作与对称元素对称操作与对称元素 旋转是真操作旋转是真操作, 其它对称操作为虚操作其它对称操作为虚操作.分子对称性例例如如, ,先先作作二二重重旋旋转转，再再对对垂垂直直于于该该轴轴的的镜镜面面作作反反映映，等等于于对轴与镜面的交点作反演对轴与镜面的交点作反演. . 两两个个或或多多个个对对称称操操作作的的结结果果，等等效效于于某个对称
9、操作某个对称操作. .分子对称性 4.3 分子点群分子点群 分子中全部对称操作的集合构成分子点群分子中全部对称操作的集合构成分子点群( (point groups ).). 分子点群可以归为四类分子点群可以归为四类: (1) 单轴群单轴群: 包括包括Cn 、Cnh 、Cnv ; (2) 双面群双面群：包括：包括Dn、Dnh、Dnd ; (3) 立方群立方群：包括：包括Td 、Th 、Oh 、Ih 等等; (4) 非真旋轴群非真旋轴群：包括：包括Cs 、Ci 、S4等等.分子对称性Cn 群：只有一条群：只有一条n次旋转轴次旋转轴Cn . 单轴群单轴群: 包括包括Cn 、Cnh 、Cnv 点群点群
10、. 这类点群的共同特点是旋转轴只有一条这类点群的共同特点是旋转轴只有一条.C2 群群 C2过氧化氢过氧化氢C2轴平分二面角。轴平分二面角。分子对称性C3群群 C3通过分子中心且垂直于荧光屏通过分子中心且垂直于荧光屏分子对称性 Cnh群群 : 除有一条除有一条n次旋转轴次旋转轴Cn外，还有与之垂直的一个镜面外，还有与之垂直的一个镜面h .C2h群群: N2F2C2h群群: 反式二氯乙烯反式二氯乙烯 C2垂直于荧光屏垂直于荧光屏, h 在荧光屏上在荧光屏上分子对称性C3h 群群RRR C3垂直于荧光屏垂直于荧光屏, h 在荧光屏上在荧光屏上分子对称性 Cnv群：群： 除有一条除有一条n次旋转轴次旋
11、转轴Cn外，还有与之相包含的外，还有与之相包含的n个镜面个镜面v . H2O中的中的C2和两个和两个v 分子对称性C2v群：臭氧群：臭氧C2v 群：菲群：菲C2与两个与两个v 的取向参见的取向参见H2O分子分子分子对称性C3v ：CHCl3C3v ：NF3分子对称性C4v群群 ：BrF5C5v群：群：Ti(C5H5)Cv群：群：N2O分子对称性 双面群：双面群：包括包括Dn、Dnh、Dnd . 这类点群的共同特点是旋转轴除了这类点群的共同特点是旋转轴除了主轴主轴Cn外，还有与之垂直的外，还有与之垂直的n条条C2副轴副轴.Dn 群群: 除主轴除主轴Cn外，还有与之垂直的外，还有与之垂直的n条条C
12、2副轴副轴( 但没有镜面但没有镜面).D2 群群主轴主轴C2垂直于荧光屏垂直于荧光屏分子对称性 D3：这种分子比较少见，其对称元素也不易看出这种分子比较少见，其对称元素也不易看出. Co(NH2CH2CH2NH2)33+是一实例是一实例. 唯一的唯一的C3旋转轴从旋转轴从xyz轴连成的轴连成的正三角形中心穿过正三角形中心穿过, 通向通向Co;xyz 何其相似！何其相似！C3C2C2C2三条三条C2旋转轴分别从每个旋转轴分别从每个NN键中心穿过通向键中心穿过通向Co.分子对称性 Dnh : 在在Dn 基础上，还有垂直于主轴的镜面基础上，还有垂直于主轴的镜面h .D2h 群群 ：N2O4D2h群：
13、群：乙烯乙烯主轴垂直于荧光屏主轴垂直于荧光屏. h在荧光屏上在荧光屏上.分子对称性 D3h 群群 ：乙烷重叠型乙烷重叠型D4h群：群：XeF4D6h群：群：苯苯D h群：群： I3-分子对称性 Dnd: 在在Dn基础上基础上, 增加了增加了n个包含主轴且平分二次副轴个包含主轴且平分二次副轴夹角的镜面夹角的镜面d.D2d : 丙二烯丙二烯分子对称性D3d : 乙烷交错型乙烷交错型 D4d ：单质硫：单质硫分子对称性立方群：立方群：包括包括Td 、Th 、Oh 、Ih 等等. 这类点群的共同特点是有多条高次这类点群的共同特点是有多条高次(大于二次大于二次)旋转轴相交旋转轴相交. T Td d 群：
14、群：属于该群的分子，对称性与正四面体完全相同。具属于该群的分子，对称性与正四面体完全相同。具有有4 C4 C3 3个轴，按立方体对角线安置。个轴，按立方体对角线安置。CH4P4 （白磷）白磷）分子对称性 Td 群是群是24阶群：阶群： E ，8C3 ，3C2 ，6S4 ，6d . 从正四面体上可以清楚地看出从正四面体上可以清楚地看出Td 群的对称性群的对称性. 也可也可以把它放进一个正方体中去看以把它放进一个正方体中去看. 不过要记住：你要观不过要记住：你要观察的是正四面体的对称性，而不是正方体的对称性察的是正四面体的对称性，而不是正方体的对称性!分子对称性YX 在在Td群中群中, 你可以找到
15、一个四面体结构你可以找到一个四面体结构. 打开打开P4分子，对照以下讲解自己进行操作：分子，对照以下讲解自己进行操作：从正四面体的每个顶点到对从正四面体的每个顶点到对面的正三角形中点有一条面的正三角形中点有一条C3穿过穿过, 所以共有所以共有4条条C3,可作可作出出8个个C3对称操作。对称操作。Z从正四面体的每两条相对的棱中点有一条从正四面体的每两条相对的棱中点有一条S4穿过穿过, 6条棱对应着条棱对应着3条条S4. 每个每个S4可作出可作出S41 、S42 、S43 三个三个对称操作，共有对称操作，共有9个对称操作个对称操作. 但每条但每条S4必然也是必然也是C2， S42与与C2对称操作等
16、价，所以将对称操作等价，所以将3个个S42划归划归C2，穿过正四面体每条棱穿过正四面体每条棱并将四面体分为两半并将四面体分为两半的是一个的是一个d , 共有共有6个个d 。分子对称性Td 群群:金刚烷金刚烷 (隐氢图隐氢图)沿着每一条沿着每一条C3去看去看,看到的是这样看到的是这样:沿着每一条沿着每一条C2去看去看,看到的是这样看到的是这样:分子对称性Td 群群P4O10P4O6分子对称性Oh 群群 : 属于该群的分子，对称性与正八面体或正方体完全相同属于该群的分子，对称性与正八面体或正方体完全相同.具有互相垂直的具有互相垂直的3个个C4轴轴, 其交点作为原点，其交点作为原点，3个个C4分别和
17、分别和3个坐标轴重合。个坐标轴重合。 SF6 立方烷立方烷下面从下面从正方体看正方体看Oh群的群的48个对称操作：个对称操作： E 8C3 6C2 6C4 3C2（=C42） i 6S4 8S6 3h 6d 分子对称性 穿过每两个相对棱心有一条穿过每两个相对棱心有一条C2 ; 这样这样的方向共有的方向共有6个个(图中只画出一个图中只画出一个) ； 此外还有对称中心此外还有对称中心i.zyx 每一条体对角线方向上都有一条每一条体对角线方向上都有一条S6 （其中含（其中含C3）; 这样的方向共有这样的方向共有4个个(图中图中只画出一个只画出一个); 每一个坐标轴方向上都有一条每一个坐标轴方向上都有
18、一条S4（其（其中含中含C2）与）与C4共线共线. 这样的方向共有这样的方向共有3个个(图中只画出一个图中只画出一个);对称中心对称中心i在正方体中心在正方体中心分子对称性h h d d zyx 处于坐标平面上的镜面是处于坐标平面上的镜面是h . 这样的镜面共有这样的镜面共有3个个(图中只画出图中只画出一个一个); 包含正方体每两条相对棱的包含正方体每两条相对棱的镜面是镜面是d . 这样的镜面共有这样的镜面共有6个个(图中只画出一个图中只画出一个).分子对称性B6H62-Oh 群群分子对称性Ih群群:120阶群阶群, 在目前已知的分子中，对称性最高的就属于该在目前已知的分子中，对称性最高的就属
19、于该群群.对称操作：对称操作： E i 12C5 12S10 12C52 12S103 20C3 20S6 15C2 15 h=120C60分子对称性Ih 群群:具有具有6个个C5轴轴闭合式闭合式B12H122-分子对称性 非真旋轴群非真旋轴群: 包括包括Cs 、Ci 、S4 这类点群的共同特点是只有虚轴这类点群的共同特点是只有虚轴(不计包含在不计包含在Sn中的中的Cn/2. 此外此外, i= S2 , = S1).对称中心对称中心Ci 群群: E i , h=2只有对称中心只有对称中心S4 群群: E S4 C2 S43 , h=4只有四次映轴只有四次映轴 分子对称性亚硝酸酐亚硝酸酐 N2O
20、3B6H10COFClCs 群群 : E h , h=2只有镜面只有镜面分子对称性确定分子点群的流程简图确定分子点群的流程简图分子分子线形分子线形分子:有多条高阶轴分子（正四面体、正八面体有多条高阶轴分子（正四面体、正八面体)只有镜面或对称中心只有镜面或对称中心, 或无对称性的分子或无对称性的分子:只有只有S2n(n为正整数）分子为正整数）分子:Cn轴轴(但不是但不是S2n的简单结果的简单结果)无无C2副轴副轴:有有n条条C2副轴垂直于主轴副轴垂直于主轴:分子对称性4.4. 分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性4.4. 4.4. 分子对称性与分子的物理性质分子对称性与
21、分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质1. 1. 分子的旋光性分子的旋光性Optical Activity：物质对入射偏振光的偏振面的旋转能力。：物质对入射偏振光的偏振面的旋转能力。 属宏观性质，是大量分子而非单分子的性质，但仍称为分子的旋光性。属宏观性质，是大量分子而非单分子的性质，但仍称为分子的旋光性。( i ) 概念：概念：有机化学中的判据：有机化学中的判据：分子含有不对称分子含有不对称C原子时可产生旋光性。原子时可产生旋光性。 但有例外：无不对称但有例外：无不对称C，也可能有旋光性（六螺烯分子）；，也可能有旋光性（六螺烯分子）； 有不对称有不对称C，也可能没
22、有旋光性（分子内消旋）。，也可能没有旋光性（分子内消旋）。( ii ) 传统判据：传统判据：分子对称性分子有旋光性的充要条件：分子不能和其镜像（分子）完全重合。分子有旋光性的充要条件：分子不能和其镜像（分子）完全重合。分子本身和它在镜中的像只有对映关系而不完全相同，是一对等同而非全同的图形。分子本身和它在镜中的像只有对映关系而不完全相同，是一对等同而非全同的图形。4.4. 4.4. 分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质六螺烯，无手性C，有旋光性。有手性C，无旋光性，内消旋。分子对称性4.4. 4.4. 分子对称性与分子的物理性
23、质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质手性分子（没有第二类对称元素的分子），不能与其镜像重合，有旋光性。手性分子（没有第二类对称元素的分子），不能与其镜像重合，有旋光性。非手性分子，必有一非手性分子，必有一 全同的镜像分子，与其重合，无旋光性。全同的镜像分子，与其重合，无旋光性。两手性分子（左右手性分子数相等）外消旋混合物，也无旋光性。两手性分子（左右手性分子数相等）外消旋混合物，也无旋光性。（一对对映体（一对对映体旋光异构体）旋光异构体）第一类对称元素包括：平移、转动第一类对称元素包括：平移、转动第一类对称元素包括：镜面、对称中心、映轴、反轴等第一类
24、对称元素包括：镜面、对称中心、映轴、反轴等( iii ) 新判据新判据 有反轴有反轴In （n=1,2,3,4.）的分子必能与其镜像重合，因而无）的分子必能与其镜像重合，因而无旋光性。旋光性。分子对称性4.4. 4.4. 分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质旋光性的对称性判据：旋光性的对称性判据：凡无对称中心凡无对称中心 i ，对称面，对称面 和和 S4n 轴的轴的分子才可有旋光性。分子才可有旋光性。有有C2，无，无 、i，有旋光性，有旋光性R1C=C=CR1R2R2分子对称性4.4. 4.4. 分子对称性与分子的物理性质分子
25、对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质一般旋光性的对称性判据是有效的一般旋光性的对称性判据是有效的 （但有两种例外）（但有两种例外）2) 分子内各基团存在自由内旋转，消除了旋光性。分子内各基团存在自由内旋转，消除了旋光性。取代联苯分子取代联苯分子末端基团自由旋转末端基团自由旋转1) 分子各基团差别小，以致于分子旋光性小而观察不到。分子各基团差别小，以致于分子旋光性小而观察不到。丁基乙基己基丙基甲烷丁基乙基己基丙基甲烷弱旋光性分子。弱旋光性分子。分子对称性4.4. 4.4. 分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称
26、性与分子的物理性质3) 那些仅含那些仅含Cn轴的分子才可能有旋光性轴的分子才可能有旋光性蛋白质仅有蛋白质仅有L氨基酸构型，氨基酸构型， 氨基酸基本上是氨基酸基本上是L型。型。核糖核酸由糖构成，基本上是核糖核酸由糖构成，基本上是D型，型，RNA, DNA是右手螺旋。是右手螺旋。蛋白质和蛋白质和核酸组成手性的酶，酶是由蛋白质和核酸组成的巨大手性分子。核酸组成手性的酶，酶是由蛋白质和核酸组成的巨大手性分子。酶的不对称催化作用的产物又为氨基酸和核糖核酸。不断循环。酶的不对称催化作用的产物又为氨基酸和核糖核酸。不断循环。生命化学组成生命化学组成L氨基酸氨基酸D糖糖D型甘油醛型甘油醛1. 手性为生命物质与
27、无生命物质间最显著的区别之一。手性为生命物质与无生命物质间最显著的区别之一。2.2. 生命是不断地产生特定手性分子的过程。生命是不断地产生特定手性分子的过程。分子对称性4.4. 4.4. 分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质2. 2. 分子的偶极矩分子的偶极矩 (Dipole Moment) (Dipole Moment) (单位单位 Debye)Classical Definition of Dipole Moment： 分子的偶极矩是一个矢量，是分子的静态性质，分子的任何对称操作对其分子的偶极矩是一个矢量，是分子的静态性质
28、，分子的任何对称操作对其大小和方向都不起作用。大小和方向都不起作用。 只有分子的电荷中心不重合，才有偶极短，重合，则无。只有分子的电荷中心不重合，才有偶极短，重合，则无。极性分子极性分子永久偶极短永久偶极短 0一般分子一般分子诱导偶极矩诱导偶极矩 Iq-q分子的偶极矩是分子的偶极矩是表示分子中电荷表示分子中电荷分布的情况分布的情况q=电子电量，电子电量，r=正负电重心间的距离正负电重心间的距离 =1.602210-29Cm (库仑米库仑米) =4.8Debye r分子对称性4.4. 4.4. 分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性
29、质对称操作只能产生等价构型分子，不能改变其物理性质（偶对称操作只能产生等价构型分子，不能改变其物理性质（偶极矩极矩DM ）。）。分子的偶极矩必定在分子的每一个对称元素上。分子的偶极矩必定在分子的每一个对称元素上。(1) 若分子有一个若分子有一个Cn轴，则轴，则DM必在轴上。必在轴上。(2) 若分子有一个若分子有一个 面，则面，则DM必在面上。必在面上。(3) 若分子有若分子有 n 个个 面面，则，则DM必在面的交线上。必在面的交线上。(4) 若分子有若分子有 n 个个Cn轴，则轴，则DM必在轴的交点上，偶极矩为零。必在轴的交点上，偶极矩为零。(5) 分子有对称中心分子有对称中心 I ( Sn
30、)，则，则DM为零。为零。分子的偶极矩分子的偶极矩判据：判据：若分子中有对称中心或有两个对称元素相交于一点若分子中有对称中心或有两个对称元素相交于一点, 则分子不存在偶极矩。则分子不存在偶极矩。只有属于只有属于Cn和和Cnv点群的分子才有偶极矩。点群的分子才有偶极矩。分子的对称性反映出分子中原子核和电子云空间分布的对分子的对称性反映出分子中原子核和电子云空间分布的对称性，因此可以判断偶极矩是否存在。称性，因此可以判断偶极矩是否存在。分子对称性4.4. 4.4. 分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质CH4 CCl4 对称元素对称
31、元素S4 , 4个个C3 交于交于C 原子原子 无偶极矩无偶极矩 Td 1,2 -二氯乙烯（顺式）二氯乙烯（顺式） 有偶极矩，沿有偶极矩，沿C2轴轴 C2v 两两 ，一，一C21,2 -二氯乙烯（反式）二氯乙烯（反式） 无偶极矩无偶极矩 C2h 有对称中心，有对称中心，NH3 3个个交于交于C3， 有偶极矩，在有偶极矩，在C3上上 C3v (无无)(有有) D2h C2v 分子对称性4.4. 4.4. 分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质只有属只有属Cn或或Cnv的分子，才有的分子，才有DM；只含第一类操作的分子，才可能有旋光
32、性。；只含第一类操作的分子，才可能有旋光性。分子偶极矩分子偶极矩（键矩）（键矩）偶极矩偶极矩分子对称性分子对称性分子结构性能分子结构性能原子没有偶极矩原子没有偶极矩单原子分子有一个对称中心单原子分子有一个对称中心(点群）点群）多原子分子中分子偶极矩近似等于键的偶极矩（键矩）的矢量和。（不考虑键多原子分子中分子偶极矩近似等于键的偶极矩（键矩）的矢量和。（不考虑键的相互影响）的相互影响）分子对称性4.4. 4.4. 分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质分子对称性与分子的物理性质1. 由偶极矩数据获得分子构型的信息；例 H2O2 6.9 C2点群；C2H2
33、0 Dh点群 N2H4 6.1 C2V点群；C2H4 0 D2h点群 5.0 C2V点群； 0 D2h点群2.利用偶极矩数据可判断分子为邻、间、对位异构体；3. 如：二氯苯偶极矩的邻间对位（0）4.3. 烷烃的偶极矩接近于零，同系物的偶极矩大致相等；SSNN偶极矩的应用：偶极矩的应用：分子对称性3. 偶极矩与极化率偶极矩与极化率无外电场时，一般分子平均偶极矩为无外电场时，一般分子平均偶极矩为0 0。在外外电场中，分子产生诱导极化，诱导极化产生在外外电场中，分子产生诱导极化，诱导极化产生诱导偶极矩（诱导偶极矩（ 诱）。诱）。诱导极化包括电子极化和原子极化。诱导极化包括电子极化和原子极化。电子极化，由电子和核产生相对位移引起。电子极化，由电子和核产生相对位移引起。原子极化，由原子核间产生相对位移，即键长和键原子极化，由原子核间产生相对位移，即键长和键角改变引起。角改变引起。 诱诱 极化率极化率 电场强度电场强度分子对称性
