Симметричные волчки
Cтраница 1
Симметричные волчки могут быть либо продолговатыми ( в форме сигары), либо сплюснутыми ( в форме диска); они обладают тремя вращательными степенями свободы. Поскольку у молекул такой формы имеется два различных момента инерции ( момент инерции / ц, параллельный оси системы, и два равных между собой момента инерции / j, перпендикулярных этой оси), энергия вращения зависит от того, как распределен угловой момент молекулы относительно трех ее осей. [1]
Многие симметричные волчки обладают постоянным ди-польным моментом. Для таких волчков возможно прямое наблюдение микроволнового спектра. [2]
 |
Внутреннее вращение / т / 1 / а, ( VI. 152. [3] |
Метальные группы можно рассматривать как симметричные волчки, у которых равны два момента инерции относительно осей, перпендикулярных к основной оси вращения волчка. Часто в молекуле можно различить жесткую основу, с которой связаны один или несколько жестких же волчков. [4]
 |
Внутреннее вращение в В заключение можно добавить, что молекуле этана. ПрИ ВЬ1ЧИСЛеНияХ, связанных С ХИМИ. [5] |
Внутреннее вращение, свободное и заторможенное. В молекуле возможен еще один вид движения - вращение одной части молекулы относительно другой. Метильные группы можно рассматривать как симметричные волчки, у которых равны два момента инерции относительно осей, перпендикулярных к основной оси вращения волчка. Часто в молекуле можно различить жесткую основу, с которой связаны один или несколько жестких же волчков. [6]
 |
Внутреннее вращение в В заключение можно добавить, что молекуле этана. ПрИ вычислениях, связанных с хими. [7] |
Внутреннее вращение, свободное и заторможенное. В молекуле возможен еще один вид движения - вращение одной части молекулы относительно другой. Метильные группы можно рассматривать как симметричные волчки, у которых равны два момента инерции относительно осей, перпендикулярных к основной оси вращения волчка. Часто в молекуле можно различить жесткую основу, с которой связаны один или несколько жестких же волчков. Возможность внутреннего вращения должна учитываться при составлении полной суммы по состояниям - она в первую очередь уменьшает число колебательных степеней свободы. [8]
Если в молекуле существует возможность свободного внутреннего вращения, то в выражении для полной суммы состояний должны быть сделаны необходимые изменения. Прежде всего в результате внутреннего вращения число колебательных степеней свободы уменьшается на единицу на каждую степень свободы внутреннего вращения, но одновременно появляются новые множители, по одному на каждую степень свободы внутреннего вращения. Простейшей молекулой, в которой существует внутреннее вращение, является этан. В молекуле этана две метильные группы, представляющие собой симметричные волчки, вращаются вокруг оси, совпадающей с направлением связи С - С. Внутреннее вращение такого характера возможно у различных органических соединений. В частности, следует учитывать возможность внутреннего вращения тогда, когда метильная или какая-либо другая группа присоединена к молекулярному остатку. В общем случае простейшая молекулярная структура, в которой происходит внутреннее вращение, состоит из жесткого остова, с которым связаны один или несколько жестких симметричных волчков. Термин симметричный волчок относится здесь к вращающейся группе ( волчку), у которой равны два момента инерции относительно осей, перпендикулярных к оси волчка. Примерами таких псевдожестких молекул могут служить молекулы всех метильных производных метана, этилена, бензола, сероводорода, аммиака и формальдегида. Следует отметить, что в то время как изобутан, метиловый спирт и метиламин включаются в эту категорию, нормальный бутан, этиловый спирт и этиламин в нее не входят. [9]
 |
Гексагональная элементарная ячейка. [10] |
Классификация точечных групп на кристаллические системы напоминает классификацию точечных групп в соответствии с возможным вырождением их типов симметрии. У всех точечных групп в тетрагональной и гексагональной системах возможны дважды вырожденные типы, так же как и у всех точечных групп с осями порядка выше второго, которые не встречаются в кристаллографии. Точечные группы, входящие в другие кристаллические классы, не имеют осей порядка выше двух и, следовательно, вырожденных типов симметрии. Молекулы, относящиеся к точечным группам изометрической системы, представляют собой сферические волчки; молекулы, принадлежащие к тетрагональной и гексагональной системам ( и всем другим системам с осями более высоких порядков), - симметричные волчки, все остальные молекулы - асимметричные волчки. [11]
Нелинейные молекулы имеют три момента инерции. Их принято обозначать символами / а, h, h, считая, что 1а h Ic, если все они различны. Молекулы с тремя различными моментами инерции называют асимметричными волчками. Если молекула имеет всего одну ось симметрии третьего или более высокого порядка ( см. гл. Такие молекулы называют симметричными волчками. В зависимости от формы молекулы один из моментов инерции симметричного волчка может быть либо больше двух остальных моментов ( совпадающих друг с другом), либо меньше их. Молекулы, имеющие больший момент инерции вдоль оси симметрии третьего или более высокого порядка, чем два остальных момента инерции, называются сплющенными волчками, а молекулы, имеющие меньший момент инерции вдоль оси симметрии по сравнению с двумя остальными моментами, - вытянутыми волчками. У линейных молекул один из моментов инерции равен нулю; следовательно, линейные молекулы относятся к предельному случаю вытянутых волчков. Плоские симметричные волчки относятся к предельному случаю сплющенных волчков. У молекул, которые имеют две или больше различных осей симметрии третьего или высших порядков, все три момента инерции одинаковы. Такие молекулы называют сферическими волчками. [12]
Страницы: 1