Különbség a szimmetrikus és aszimmetrikus felső molekulák között

2024 Szerző: Alex Aldridge | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 13:41

A legfontosabb különbség a szimmetrikus és az aszimmetrikus felső molekulák között az, hogy a szimmetrikus felső molekuláknak egy megfelelő forgástengelyük és két tehetetlenségi nyomatékuk van, amelyek egyenlőek egymással, míg az aszimmetrikus felső molekulákban a tehetetlenségi nyomaték összes fő összetevője eltérő egymástól.

A szimmetrikus és aszimmetrikus csúcsmolekulák kifejezés a többatomos molekulák osztályozása alá tartozik a pillanatnyi ellipszoid alakja és a tiszta forgási spektrumok alapján. Általában a többatomos molekulák összetett forgási spektrummal rendelkeznek. A spektrumok értelmezéséhez ezeket a molekulákat négy osztályba oszthatjuk. Ez az osztályozás a molekula tehetetlenségi nyomaték ellipszoid alakja alapján történik. A négy osztályba tartoznak a lineáris molekulák, a gömb alakú felső molekulák, a szimmetrikus felső molekulák és az aszimmetrikus felső molekulák.

Mik azok a szimmetrikus csúcsmolekulák?

A szimmetrikus csúcsmolekulák olyan többatomos molekulák, amelyeknek egy megfelelő forgástengelye és két tehetetlenségi nyomatéka megegyezik egymással. Más szavakkal, a szimmetrikus csúcsmolekulák két fő tehetetlenségi nyomatéka egyenlő, míg a harmadik egyedi. Ezt a kategóriát tovább oszthatjuk két csoportra: prolate szimmetrikus felső molekulák és lapos szimmetrikus felső molekulák.

01. ábra: CH3I molekula alakja

A prolát szimmetrikus felső molekulák egyik példája a CH₃I. Ezt úgy kaphatjuk meg, hogy a metánmolekulából egy hidrogénatomot jódatomra cserélünk. Ez a helyettesítés a molekula szimmetriájának csökkenését okozza T_d-ról C_3v-ra, ha figyelembe vesszük a C₃ tengely (vagy I_A tengely), a forgáshoz hozzájáruló atomok csak a könnyű hidrogénatomok. Ezért a tehetetlenségi nyomaték a molekula ezen tengelye mentén a legkisebb. Van még két másik tengely (I_B és I_C), amelyek merőlegesek erre a C₃ tengelyre, és ez a kettő merőleges tengelyek egyenlőek egymással. Ezért I_A<I_B=I_C A lineáris molekulák a prolát szimmetrikus felső molekulák speciális esetei, mert Az I_A=0. Ezenkívül a lapos szimmetrikus felső molekulák I_C a legnagyobb tengelyük, míg az I_{Aegyenlő I}B _{Ezért ezt a kapcsolatot a következőképpen adhatjuk meg: I}A_=IB_{<I C}

Mik azok az aszimmetrikus felső molekulák?

Az aszimmetrikus felső molekulák olyan többatomos molekulák, amelyekben a tehetetlenségi nyomaték összes fő összetevője különbözik egymástól. Más szóval, egy molekula aszimmetrikus csúcsmolekulává válik, ha magasabb rendű forgástengelye C_{2, vagy ha nincs megfelelő forgástengely. Ezért azt mondhatjuk, hogy ez a molekulák legkevésbé szimmetrikus osztálya.}

02. ábra: Vízmolekula

Ha figyelembe vesszük a molekula tengelyei közötti kapcsolatot, akkor I_A ≠ I_B ≠ I _C. Néhány példa az ilyen típusú molekulákra: H₂O, C₂H₂F _{2 stb.}

Mi a különbség a szimmetrikus és az aszimmetrikus felső molekulák között?

A szimmetrikus és aszimmetrikus felső molekulák a többatomos molekulák két típusa. A legfontosabb különbség a szimmetrikus és az aszimmetrikus felső molekulák között az, hogy a szimmetrikus felső molekuláknak egy megfelelő forgástengelye és két tehetetlenségi nyomatéka van, amelyek egyenlőek egymással, míg az aszimmetrikus felső molekulák a tehetetlenségi nyomaték összes fő összetevője különbözik egymástól. Míg a szimmetrikus felső molekuláknak két tengelye egyenlő, a másik tengely pedig egyedi, az aszimmetrikus felső molekuláknak mindhárom tengelye különbözik egymástól.

Az alábbi infografika összefoglalja a szimmetrikus és aszimmetrikus felső molekulák közötti különbségeket.

Összefoglaló – Szimmetrikus vs aszimmetrikus felső molekulák

A többatomos molekulák négy csoportra oszthatók: lineáris molekulák, gömb alakú felső molekulák, szimmetrikus felső molekulák és aszimmetrikus felső molekulák, forgási spektrumaik alapján. A legfontosabb különbség a szimmetrikus és az aszimmetrikus felső molekulák között az, hogy a szimmetrikus felső molekuláknak egy megfelelő forgástengelye és két tehetetlenségi nyomatéka van, amelyek egyenlőek egymással, míg az aszimmetrikus felső molekulák a tehetetlenségi nyomaték összes fő összetevője különbözik egymástól.

Kép jóvoltából:

1. „Jodometán-3D-golyók”, Benjah-bmm27 – Saját munka (nyilvános domain) a Commons Wikimédián keresztül

2. „Vízmolekula szerkezete” – AbdullahAlturki99 – Saját munka (CC BY-SA 4.0) a Commons Wikimédián keresztül