تقارن مولکولی (به انگلیسی: Molecular Symmetry) ، ویژگیهای تقارنی یک ترکیب شیمیایی است. در دانش شیمی، مولکولها بر اساس تقارنشان، ردهبندی میگردند.
تقارن مولکولی که بر مبنای نظریه گروه در ریاضیات استوار است، در شیمی معدنی مورد مطالعه قرار میگیرد و در شیمیفیزیک ، شیمی کوانتومی ، طیفبینی و برخی از زیرشاخههای دیگر شیمی مورد بهرهبرداری قرار میگیرد.
عنصرهای تقارن
- محور تقارن : محوری که با چرخش دوباره شکل قبلی مولکول را ایجاد کند، محور Cn گفته میشود. محور تقارن یک بعدی است و میتواند در راستای درازا ، پهنا و یا فرازا باشد.
- صفحه تقارن : صفحهای است که در دو بعد مولکول را به دو قسمت کاملاً همسان تقسیم کند.(با نماد اختصاری σ)
- نقطه تقارن : نقطهای که در مرکز مولکول قرار میگیرد و از نقطه شروع با امتداد آن به نقطه پایانی مشابه نقطه آغاز میرسد. (با نماد اختصاری i)
- محور چرخش وارون : که ترکیب یک محور تقارن و یک صفحه تقارن است. (با نماد اختصاری Sn)
عناصر و اعمال تقارن
همه مولکولها را میتوان بر حسب تقارنهای آنها تعریف کرد، حتی اگر فقط بگوییم که آنها ، هیچ تقارنی ندارند. مولکولها یا اجسام دیگر ممکن است دارای عناصر تقارن نظیر صفحههای آینهای ، محورهای چرخشی و مراکز وارونگی باشند. انعکاس ، چرخش یا وارونگی واقعی را عمل تقارن مینامند. اکثر این عناصر و اعمال تا اندازه ای آشنا هستند، اما برای کاربردهای عملی در شیمی باید کاملا با آن آشنا شد.
برای اینکه مولکولی ، عنصر تقارن معینی را داشته باشد، شکل ظاهری آن بعد از عمل تقارن که از زاویه یکسانی از مولکول گرفته شده است (اگر چنین عکسهایی امکان پذیر باشند) باید غیرقابل تشخیص باشند. اگر بعد از انجام یک عمل تقارنی ، مولکول حاصل به هر طریقی از مولکول اولیه قابل تشخیص باشد، در آن صورت ، آن عمل ، جزو اعمال متقارن مولکول نیست.
عمل یکسانی (E)
اولین عمل ، عمل یکسانی (E) است که بهمنظور تکمیل مجموعه اعمال ریاضی گنجانده شده است. این عمل ، هیچ تغییری در مولکول ایجاد نمیکند. هر مولکولی ، یک عمل یکسانی دارد، حتی اگر هیچ تقارنی نداشته باشد.
عمل انعکاسی (σ)
عمل بعدی ، عمل انعکاسی (σ) ، موقعی وجود دارد که مولکول ، دارای یک صفحه آینهای باشد. اگر جزئیاتی نظیر آرایش موها و محل اندامهای داخلی را در نظر نگیریم، بدن انسان دارای یک صفحه آینهای چپ – راست میباشد. بسیاری از مولکولها ، صفحه آینهای دارند، اگرچه ممکن است در نگاه اول آشکار نباشد. عمل انعکاس ، جای چپ و راست را عوض میکند، مانند اینکه هر نقطه بهطور عمود از میان صفحه به موقعیتی دقیقا در همان فاصله از صفحه که در آغاز بود، حرکت کرده است.
مولکولها میتوانند به هر تعدادی صفحه آینهای داشته باشند. اجسام خطی نظیر یک مداد چوبی گرد یا مولکولهای همچون استیلن و کربن دیاکسید دارای تعداد نامحدودی صفحه آینهای هستند که همه آنها دربرگیرنده محور مرکزی جسم میباشند.
عمل چرخشی (Cn)
عمل چرخشی که چرخش متعارف نیز نامیده میشود، مستلزم چرخش به اندازه 360بر n درجه حول محور چرخش است. CHCl3 نمونه ای از مولکولهایی است که دارای محور درجه سه (C3) میباشند و در آن ، محور چرخش بر محور پیوند C-H منطبق است. اگر چرخش C3 دوبار پشت سرهم انجام میگیرد، یک چرخش جدید ˚240حاصل میشود که با C23 نشان داده شده و جزو اعمال تنقارن مولکولی نیز میباشد.
فهرست مطالب:
مقدمه
عناصر و اعمال تقارن
تعریف عمل تقارن
تعریف عنصر تقارن
دوران حول یک محور متعارف
انتخاب محور اصلی
مرکز تقارن و عمل وارونگی
انعکاس در یک صفحه تقارن
انواع صفحه تقارن در مولکول
محور دوران-انعکاس
عمل یکسانی
ضرب اعمال تقارنی
گروه نقطه ای تقارن
طبقه ها یا کلاس های گروه
بررسی گروههای نقطه ای
گروههای نقطه ای Cn
گروه نقطه ای S2n
گروههای نقطه ای Cnh
گروههای نقطه ای Cnv
گروههای نقطه ای Dnh
گروههای نقطه ای Dn
گروههای نقطه ای Dnd
گروههای مکعبی
گروه نقطه ای Td
گروه نقطه ای Oh
گروه نقطه ای Ih
گروههای نقطه ای ویژه
گروههای نقطه ای چرخشی
روش تشخیص گروه نقطه ای مولکول
و...
پاورپوینت کامل و جامع با عنوان تقارن در شیمی در 63 اسلاید