Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Science Education Library
Inorganic Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

Application de la théorie des groupes à la spectroscopie IR
 

Application de la théorie des groupes à la spectroscopie IR

Article

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Théorie des groupes est un modèle mathématique reliant la symétrie moléculaire aux propriétés telles que des modes de vibration IR-active.

Chaque molécule peut être classé avec un point de groupe, qui décrit chaque élément de symétrie présents dans une molécule par rapport à un point fixe.

Théorie des groupes fournit des tables spéciales, appelées tables de caractères, pour prévoir l’effet de symétrie de la molécule sur ses modes de vibration et d’autres propriétés importantes.

Cette vidéo va discuter les principes qui sous-tendent la théorie des groupes, illustrent la procédure pour la synthèse et la caractérisation d’un isomère de la Mo(CO)4P(OPh)3]2et introduire quelques applications de la théorie des groupes en chimie.

Symétrie moléculaire décrit les configurations impossibles à distinguer d’une molécule. Les transformations entre eux sont appellent des opérations de symétrie, qui surviennent en ce qui concerne un ou plusieurs éléments de symétrie.

Les cinq éléments de symétrie sont les axes de rotation correcte et incorrecte, les avions de miroir, centres d’inversion et identité. Chaque molécule est l’élément neutre , ou E, dans lequel aucun changement se produit.

Un plan de symétrie, étiqueté σ, est un avion de réflexion avec le début et la fin des configurations identiques. Molécules peuvent avoir plus d’un plan de symétrie. Un Centre d’inversion, étiqueté j’ai, est un point par lequel chaque atome est reflété.

Un axe de rotation approprié est un axe autour duquel une molécule tourne à une configuration identique. Il est labellisé Cn, où n est divisé par l’angle de rotation de 360.

Un axe de rotation impropre , étiqueté Sn, est l’axe autour de laquelle une molécule est tournée, puis traduit par un plan de symétrie perpendiculaire. Molécules peuvent avoir plus d’un axe de rotation. L’axe avec le plus haut n est le principal axe.

Molécules sont assignés au point des groupes à l’aide d’un arbre de la symétrie, qui identifie les opérations de symétrie nécessaires pour classer la molécule.

Par exemple, BF3 est non linéaire. Il le fait pas avec au moins deux axes avec n supérieur à 2. Il a au moins un axe de rotation ; son axe principal est C3. Il a trois C2 axes perpendiculaires à l’axe principal et un plan de symétrie perpendiculaire à son axe principal. Ainsi, le trifluorure de bore appartient au groupe point D3 h .

Chaque groupe de point a une table de caractères énumérant ses opérations de symétrie essentiel. Chaque ligne contient une représentation irréductible des opérations, ainsi que les orbitales atomiques correspondants et les mouvements linéaires.

Les représentations réductibles sont générées en évaluant l’incidence de ces opérations de symétrie propriétés moléculaires. Réduire cette représentation donne les représentations irréductibles contributifs.

Maintenant que vous comprenez les principes de la théorie des groupes, Let ' s go grâce à une procédure pour la synthèse d’un isomère de Mo(CO)4P(OPh)3]2 et en comparant son spectre IR au nombre de modes de IR-active prévue pour chaque isomère de théorie des groupes.

Pour commencer la procédure, fermer le conduit d’évacuation de la ligne Schlenk et démarrer le flux de gaz2 N.

Ni la CEI ni trans isomère est linéaire, et n’a plus de deux axes de rotation avec l’ordre supérieur à 2. Les deux ont au moins un axe de rotation. Les axes principaux pour les isomères cis et trans sont C2 et C4, respectivement.

L’isomère cis n’a pas deux C2 axes perpendiculaires à l’axe de2C, n’a-t-elle un plan de symétrie perpendiculaire. Il dispose de deux avions de miroir contenant l’axe de2C, donc son groupe ponctuel est C,2v. L’isomère trans a quatre C2 axes et un plan de symétrie perpendiculaire à son axe de4C, donc son groupe ponctuel est D4 h.

Ensuite, diluable représentations des tronçons CO sont générées en appliquant chaque opération de symétrie de la molécule et compter les tronçons de C-O qui ne changent pas d’emplacement dans l’espace.

La table de2vCcomporte quatre opérations : identité, rotation2Cet réflexions par le biais de deux miroirs plans contenant l’axe de2C. Dans l’opération identité, tous les moments dipolaires quatre restent en place. Tous les quatre moments dipolaires prendre différentes positions après une rotation de2C. Deux moments dipolaires restent dans la même position pour chaque réflexion.

La formule de réduction calcule le coefficient de chaque représentation irréductible dans la représentation réductible. La motion groupe ordre est le nombre d’opérations de symétrie. Les classes sont des types d’opérations de symétrie. Ici, le nombre d’opérations dans chaque classe est 1, qui est traditionnellement exclus d’un tableau de caractères.

Le caractère est la valeur correspondant à une représentation pour une classe donnée. Lorsque la formule de réduction est appliquée, trois représentations irréductibles sont retrouvent, avec un se produisant deux fois. Ces représentations se transforment comme axe soit le x, you z , ce qui correspond à quatre tronçons de IR-active C-O.

En utilisant la même technique, l’isomère trans s’avère pour présenter un tronçon de IR-active C-O. Le spectre IR du produit molybdène a pics à 2046, 1958 et 1942 cm-1. Avec des données de résolution plus élevées, on peut observer une quatrième portion C-O. Basé sur l’IR obtenue, on peut conclure que l’isolé Mo(CO)4P(OPh)3]2 complexe est l’isomère cis .

Théorie des groupes est largement utilisée en chimie organique et inorganique. Regardons quelques exemples.

La spectroscopie Raman détecte les vibrations moléculaires qui impliquent des changements dans la polarisabilité dans le nuage d’électrons. Un étirement symétrique en CO2 ne change pas de moment dipolaire et donc n’est pas activé par IR. Toutefois, les électrons s’éloigne des noyaux changent la polarisabilité, rendant l’étirement actif Raman. Théorie des groupes peut identifier des modes de vibration Raman-active en suivant la même méthode générale permet d’identifier les modes de IR-active.

Théorie des orbitales moléculaires, ou théorie de l’OM, est un modèle utilisé pour décrire les liaisons dans les molécules. Additionner et soustraire les orbitales atomiques des deux atomes conduisent à la formation de molecular orbitales diagrammes de simple diatomiques.

Pour générer des diagrammes de MO des complexes de métaux de transition, les scientifiques utilisent la théorie des groupes pour générer adaptées à la symétrie des combinaisons linéaires d’orbitales atomiques pour représenter les atomes externes ou des ligands. Ceci est réalisé en générant des représentations réductibles des orbitales atomiques ligand et puis réduire cela à une représentation irréductible.

Les représentations de la symétrie du centre métallique et les combinaisons linéaires adaptées à la symétrie sont comparées dans le diagramme. Dans ce modèle, les orbitales avec la même symétrie se chevauchent pour former deux orbitales moléculaires.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à la théorie des groupes. Vous devriez maintenant être familiarisé avec les principes de symétrie moléculaire, trouver le groupe ponctuel d’une molécule et quelques exemples d’utilisation de la théorie des groupes en chimie organique et inorganique. Merci de regarder !

Read Article

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter