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(2)O一个立方体或一个正八面体的对称操作组成此群,立方体与八面体称作互为对偶一一如果将立 方体的相邻面的中点相联,则得到一个八面体,反之亦然.于是立方体和八面体有相同的对称元素和对称 操作,一个立方体有六个面,八个角,十二个边.它的对称元素是:一个对称中心,三个C4轴通过相对着 的平面的中心(这些也是S4轴和C2轴),四个C3轴通过立方体的对角(这些也是S轴),六个C2轴联结着 各对相对着边的中点,三个对称面平行于各对相对着的平面,六个对称面通过各对相对着的边.八面体分 子,例如SF6,属于Oh: (3)山一个正五边形十二面体或正三角形二十面休(它们两者互为对偶)的对称操作组成此群.B12H22 离子属于,12个硼原子位于正二十面体的顶点(图4.16). Ta 图4.16分子有多于一个的C.轴,>2.(对于B12H离子,氢原子被略去) (4)Kh这是球的对称操作群.(kug©l是德文单词球.)一个原子属于此群, 为完全起见,我们指出属于柏拉图体的其余的群,这些群在化学上是不重要的.群T,O和I分别为四 面休、立方体和二十面体的真转动对称群.这些群不具有反映对称和非真转动对称,在立方体O和二十面 体I中不具有反演对称操作,群T包括四面体的转动对称,反演操作,以及某些反映和非真转动。 直线形分子属于什么群?直线形分子绕其核间轴转动任何角度皆是一个对称操作.一个正多边形有 一个Cn轴,取→o的极限情况可得一圆,它有一个C轴。直线形分子的核间轴是一个C轴,任何包含此 轴的平面是一个对称面,如果一个直线形分子没有对称中心(例如CO,HCN),它属于C群,如果直线形 分子有一对称中心(例如H2,CH2),则它还有一个对称面和无穷数的C2轴垂直于分子轴,于是它属于 Dh群. 4.4.2分子对称性的系统分类法 我们如何找出一分子属于什么点群?一个方法是找出所有的对称元素,然后与上面列举的群相比较.一 个更系统的步骤,将在本节中予以叙述.实际上这是一种告诉我们“怎样去做”的方法,这种方法和推导各种 群所作论证之间的密切关系应是明了的.下列诸步骤将系统地导致正确的分类 (I)我们确定分子是否属于“特殊”群,即Cm,Dh或属于具有多重高阶轴的那些群,只有线型分子可以 属于C,或Dh,因此它们不可能含有任何不明之处,其他一些分子的特别高的对称性通常是明显的,所有 的立方群Ta,T,T,Oh和O要求四个C3轴,I和I,则要求十个C3轴和六个C轴,这些多重的C3和C3 是寻找的关键,实际上只有建立在中心四面体,八面体,立方体或二十面体上的分子才合乎条件,而且它 们的图象通常是很显著的. (2)若分子不属于特殊群中的任何一个,我们去寻找真转动轴或非真转动轴,若任一类型的轴都不能找 到,我们寻找对称而或对称中心.若只能找到对称面,群就是C。·若只能找到对称中心(这是非常罕见的), 群就是C.若完全不存在对称元素,该群是只包含恒等操作的平庸群,并用C1表示. (3)若找到一个偶数阶非真轴(实际上只有S4,S6和S是常见的),但找不到对称面,或除了被非真轴 自动要求而存在的一个或几个共线的真轴以外找不到任何真轴,群是S4,S6,S8,,一个S4轴要求一个 C2轴:一个S6轴要求C3轴;一个S轴要求C4和C2轴.这里的要点在于Sn(n为偶数)群唯一地由Sn轴 生成的操作组成,若存在其他附加的操作,我们就要和Dn,Dd,Dh类型的群打交道.属于这些Sn群的分 子较少,分子属于这些群之一的结论被接受之前应进行彻底核对 (4)一旦确认分子不属于迄今曾讨论过的群,我们寻找最高阶的真轴.可能没有一个单一的高阶轴而代 999 (2)Oh 一个立方体或一个正八面体的对称操作组成此群,立方体与八面体称作互为对偶——如果将立 方体的相邻面的中点相联,则得到一个八面体,反之亦然.于是立方体和八面体有相同的对称元素和对称 操作,一个立方体有六个面,八个角,十二个边.它的对称元素是:一个对称中心,三个 C4轴通过相对着 的平面的中心(这些也是 S4 轴和 C2轴),四个 C3轴通过立方体的对角(这些也是 S6轴),六个 C2轴联结着 各对相对着边的中点,三个对称面平行于各对相对着的平面,六个对称面通过各对相对着的边.八面体分 子,例如 SF6,属于 Oh. (3)Ih 一个正五边形十二面体或正三角形二十面休(它们两者互为对偶)的对称操作组成此群.B12H12 2- 离子属于 Ih,12 个硼原子位于正二十面体的顶点(图 4.16). C H H H H F F F F F F S B B B B B B B B B B B B Td Oh Ih 图 4.16 分子有多于一个的 Cn轴,n>2.(对于BଵଶHଵଶ ଶି离子,氢原子被略去) (4)Kh 这是球的对称操作群.(kugel 是德文单词球.)一个原子属于此群, 为完全起见,我们指出属于柏拉图体的其余的群,这些群在化学上是不重要的.群 T,O 和 I 分别为四 面休、立方体和二十面体的真转动对称群.这些群不具有反映对称和非真转动对称,在立方体 O 和二十面 体 I 中不具有反演对称操作,群 Th 包括四面体的转动对称,反演操作,以及某些反映和非真转动。 直线形分子属于什么群?直线形分子绕其核间轴转动任何角度皆是一个对称操作.一个正 n 多边形有 一个 Cn 轴,取 n→∞的极限情况可得一圆,它有一个 C∞轴。直线形分子的核间轴是一个 C∞轴,任何包含此 轴的平面是一个对称面,如果一个直线形分子没有对称中心(例如 CO,HCN),它属于 C∞v群,如果直线形 分子有一对称中心(例如 H2,C2H2),则它还有一个 σh 对称面和无穷数的 C2 轴垂直于分子轴,于是它属于 D∞h 群. 4.4.2 分子对称性的系统分类法 我们如何找出一分子属于什么点群?一个方法是找出所有的对称元素,然后与上面列举的群相比较.一 个更系统的步骤,将在本节中予以叙述.实际上这是一种告诉我们“怎样去做”的方法,这种方法和推导各种 群所作论证之间的密切关系应是明了的.下列诸步骤将系统地导致正确的分类. (1)我们确定分子是否属于“特殊”群,即 C∞v,D∞h 或属于具有多重高阶轴的那些群,只有线型分子可以 属于 C∞v或 D∞h,因此它们不可能含有任何不明之处,其他一些分子的特别高的对称性通常是明显的,所有 的立方群 Td,T,Th,,Oh 和 O 要求四个 C3 轴,I 和 Ih,则要求十个 C3轴和六个 C5轴,这些多重的 C3和 C5 是寻找的关键,实际上只有建立在中心四面体,八面体,立方体或二十面体上的分子才合乎条件,而且它 们的图象通常是很显著的. (2)若分子不属于特殊群中的任何一个,我们去寻找真转动轴或非真转动轴,若任一类型的轴都不能找 到,我们寻找对称而或对称中心.若只能找到对称面,群就是 Cσ.若只能找到对称中心(这是非常罕见的), 群就是 Ci.若完全不存在对称元素,该群是只包含恒等操作的平庸群,并用 C1 表示. (3)若找到一个偶数阶非真轴(实际上只有 S4,S6 和 S8 是常见的),但找不到对称面,或除了被非真轴 自动要求而存在的一个或几个共线的真轴以外找不到任何真轴,群是 S4,S6,S8,…,一个 S4 轴要求一个 C2 轴;一个 S6 轴要求 C3轴;一个 S8轴要求 C4 和 C2 轴.这里的要点在于 Sn(n 为偶数)群唯一地由 Sn轴 生成的操作组成,若存在其他附加的操作,我们就要和 Dn ,Dnd,Dnh 类型的群打交道.属于这些 Sn 群的分 子较少,分子属于这些群之一的结论被接受之前应进行彻底核对. (4)一旦确认分子不属于迄今曾讨论过的群,我们寻找最高阶的真轴.可能没有一个单一的高阶轴而代
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