分子点群

若一个四面体骨架的分子，存在4个C3轴，3个C2轴，同时每个C2轴还处在两个互相垂直的平面σd的交线上，这两个平面还平分另外2个C2轴（共有6个这样的平面）则该分子属Td对称性。对称操作为｛E，3C2，8C3，6S4，6σd｝共有24阶。这样的分子很多。四面体CH4、CCl4对称性属Td群，一些含氧酸根SO42-、PO43-等亦是。在CH4分子中，每个C-H键方向存在1个C3轴，2个氢原子连线中点与中心C原子间是轴，还有6个σd平面。Td群Td群：属于该群的分子，对称性与正四面体完全相同。CH4P4（白磷）四面体一个分子若已有O群的对称元素（4个C3轴，3个C4轴），再有一个垂直于C4轴的对称面σh，同理会存在3个σh对称面，有C4轴与垂直于它的水平对称面，将产生一个对称心I，由此产生一系列的对称操作，共有48个：{E，6C4，3C2，6C2‘，8C3，I，6S4，3σh,6σv,8S6}这就形成了Oh群。属于Oh群的分子有八面体构型的SF6、WF6、Mo(CO)6，立方体构型的OsF8、立方烷C8H8，还有一些金属簇合物对称性属Oh点群。Oh群八面体Oh群:属于该群的分子，对称性与正八面体或正方体完全相同.SF6立方烷下面从正方体看Oh群的48个对称操作：E8C36C26C43C2（=C42）i6S48S63σh6σdSF6立方烷C8H8Oh群非线性分子nC轴向群无nvChDnhD起点线型分子有n个大于2的高次轴立方群有i无i无轴群vC正四面体正八面体dThO无nCiCsC1C有有i无或i2nnnS有（为偶数，）)3(n有hnS有nCnhC2CnC有n个垂直于轴的2CnC无垂直于轴的二面体群有d有v有h没有nDndDhvCD3、分子点群的确定确定分子是否属于连续点群——。首先着眼于分子是否是直线型的；如果是，再看他是否有对称中心，如果有（如）则分子属于群；如果没有中心（如）则分子属于群。hDvC,2COHCNvChD确定分子是否具有大于2的多重旋转轴。若分子具有这种旋转轴（如4个三重轴），则属立方群。其中四面体构型的属于群；八面体构型的属于群。如果在分子中除恒等元素之外，只有一个对称面的属于群；只有一对称中心的属群；什么对称元素都没有的属群dThOsCiC1C确定分子是否具有象转轴（n为偶数），如果只存在轴而别无其他对称元素，这时分子属于假轴向群类的群。nSnSnSThirdFirstSecond若有对称面属于群若有对称面属于群若没有对称面属于群hdnhDnDndD假如分子均不属于上述各群，而且具有着旋转轴时可进行第四步。当分子不具有垂直于轴的轴时，则属于轴向群类。有以下三种可能：nC2CnC当分子具有垂直于轴的轴时，则属于二面体群类，并有以下三种可能：nC2C若有对称面属于群若有n个对称面属于群没有对称面属于群vhnVCnCnhCFifthForth3、分子点群的确定4、分子对称性和分子物理性质判断一个分子是否有旋光性的问题，可以归结为考察分子中是否有对称中心和对称面的问题。凡是有对称中心或对称面的分子，必能与其镜象叠合，则无旋光性；否则，有旋光性。这就是分子旋光性的简单对称性判据。当分子含有不对称原子时可产生分子的旋光性。即分子呈现旋光性的充分必要条件是不能和镜象（分子）完全叠合。当两种对映异构体分子数量不等时必表现有可测量的旋光性。（1）、分子的旋光性注意：分子中有不对称C原子(C*)并非都有旋光性，没有不对称C原子的分子也并非都没有旋光性.分子虽有C*,但由于其内部作用而无旋光性的现象称内消旋.例如（R，S）构型的2,3-二氯丁烷就是内消旋体(meso).分子中两个手性中心若在化学上相等,其异构体可能有如下关系：（R，R）内消旋体（R，S）或（S，R）（S，S）对映体分子无C*却有旋光性的实例:螺旋型分子都是手性分子，旋光方向与螺旋方向一致；匝数越多旋光度越大；螺距小者旋光度大；分子旋光度是螺旋旋光度的代数和.对称性的自发破缺上帝是一个弱左撇子——WolfgangPauli化学教科书通常说：除旋光方向相反外，对映异构体有相同的物理性质；除了对于旋光性试剂表现出不同的反应性能外，对映异构体有相同的化学性质.但是，现代科学中一直有一个未解之谜：为什么组成我们机体的重要物质——蛋白质都是由L-氨基酸构成？而构成核糖核酸的糖又都是D型？大自然这种倾向性选择的根源何在——它是纯粹的偶然因素还是有着更深刻的原因？氨基酸和蛋白质由天然蛋白质水解所得的氨基酸为L型α-氨基酸.蛋白质是氨基酸缩聚失水成肽键而相连的链型多肽大分子.丙氨酸残基氨基酸在多肽和蛋白质中的连接DNA的双螺旋结构药物分子的不对称合成对称性破缺在生命科学中产生了极为深远的影响，因为构成生命的重要物质如蛋白质和核酸等都是由手性分子缩合而成，生物体中进行的化学反应也受到这些分子构型的影响.药物分子若有手性中心，则对映异构体对人体可能会有完全不同的作用，许多药物的有效成份只有左旋异构体有活性,右旋异构体无效甚至有毒副作用。例如，早期用于减轻妇女妊娠反应的药物酞胺哌啶酮因未能将R构型对映体分离出去而导致许多胎儿畸形.类似的情况还有很多，仅举几例,它们的有效对映体和另一对映体的构型与作用如下：手性有机化合物的合成方法主要有4种:（1）旋光拆分,（2）用光学活性化合物作为合成起始物,（3）使用手性辅助剂,（4）使用手性催化剂.一个好的手性催化剂分子可产生10万个手性产物.21世纪的第一个诺贝尔化学奖授予威廉·S·诺尔斯、野依良治、K·巴里·夏普莱斯,就是表彰他们在手性催化反应方面的贡献.为什么手性分子与生物体作用时必须考虑不对称因素？可从下列示意图说明：这一对对映异构体分别具有柠檬和橙子气味（R）-苎烯（S）-苎烯生物分子的手性甚至会反映到生物体的外形上．试留心观察一下：自然界有无“左旋蜗牛”?打假新问题?——真假“牛魔王”你是假的……你是假的!由于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，所以，由这种对称性能够找出分子正负电荷重心之间的关系，进而可以判断分子偶极矩存在与否和取向。若分子中只要有两个对称元素仅仅相交于一点时，则分子就不存在偶极矩。这就是分子偶极矩的对称性判据。通过分子对称性的考察可以了解分子是否存在偶极矩的方向（2）分子的偶极矩例题