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.

Aplicación de teoría de grupos a la espectroscopia IR
 

Aplicación de teoría de grupos a la espectroscopia IR

Article

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Teoría de grupos es un modelo matemático conectarse Simetría molecular de propiedades como modos vibracionales activos en el IR.

Cada molécula puede ser clasificado con un punto el grupo, que describe cada elemento de simetría presentes en una molécula con respecto a un punto fijo.

Teoría de grupos proporciona tablas especiales, llamadas tablas de caracteres, para predecir el efecto de la simetría de la molécula en sus modos de vibración y otras propiedades importantes.

Este video será discutir los principios de teoría del grupo, ilustran el procedimiento para la síntesis y caracterización de un isómero de Mo(CO)4[P(OPh)3]2e introducir algunas aplicaciones de teoría del grupo en química.

Simetría molecular describe las configuraciones indistinguibles de una molécula. Las transformaciones entre ellos se llaman operaciones de simetría, que se producen con respecto a uno o más elementos de la simetría.

Los cinco elementos de simetría son ejes de rotación adecuada e inadecuada, espejo planos, centros de inversión y la identidad. Cada molécula tiene el elemento de identidad , o E, en que se produzca ningún cambio .

Un plano espejo, etiquetado σ, es un plano de reflexión con iguales empezando y terminando las configuraciones. Las moléculas pueden tener más de un plano de espejo. Un centro de inversión, con la etiqueta , es un punto a través del cual se refleja cada átomo.

Un eje de rotación apropiado es un eje alrededor del cual gira una molécula a una configuración idéntica. Tiene el rótulo Cn, donde n es 360 dividido por el ángulo de rotación.

Un eje de rotación impropio , etiquetado Sn, es el eje alrededor de que una molécula es rotada y reflejado a través de un plano perpendicular espejo. Las moléculas pueden tener más de un eje de rotación. El eje con el más alto n es el eje principal.

Moléculas se asignan a grupos con un árbol de simetría, que identifica las operaciones de la simetría necesarias para clasificar la molécula.

Por ejemplo, BF3 es no lineal. Lo hace no tiene por lo menos dos ejes con n mayor que 2. Tiene al menos un eje de rotación; su eje principal es C3. Tiene tres C2 ejes perpendiculares a su eje principal y un plano espejo perpendicular a su eje principal. Así, trifluoruro de boro pertenece al grupo de punto de3 h de D.

Cada grupo de puntos tiene una tabla de caracteres sus operaciones de simetría esencial. Cada fila contiene una representación irreducible de las operaciones, junto con los correspondientes orbitales atómicos y movimientos lineales.

Representaciones reducibles se generan mediante la evaluación de cómo afectan a las operaciones de simetría propiedades moleculares. Reducción esta representación da las representaciones irreducibles que contribuye.

Ahora que usted comprende los principios de la teoría del grupo, vamos a ir a través de un procedimiento para sintetizar un isómero de Mo(CO)4[P(OPh)3]2 y la comparación de su espectro de IR en el número de modos activos en el IR predicen para cada isómero de Teoría de grupos.

Para comenzar el procedimiento, cierre la ventilación de la línea de Schlenk y empezar el flujo de gas de2 N.

El cis ni trans isómero es lineal y tampoco tiene más de dos ejes de rotación con órdenes superiores a 2. Ambos tienen al menos un eje de rotación. Los ejes principales para los isómeros cis y trans son C2 y C4, respectivamente.

El isómero cis tiene dos C2 ejes perpendiculares a su eje de2C, ni tiene un plano espejo perpendicular. Tiene dos planos del espejo que contiene el eje de2C, por lo que su grupo del punto es C2v. El isómero trans tiene cuatro C2 ejes y un plano espejo perpendicular a su eje de4C, por lo que su grupo del punto es D4 h.

Representaciones reducibles, próximo de los tramos de CO se generan aplicando cada operación de simetría para la molécula y contando los tramos C-O que no cambian de ubicación en el espacio.

La tabla de2vCtiene cuatro operaciones: identidad, C2 rotación y reflexiones a través de dos planos espejo que contiene el eje de2C. En la operación de identidad, todos los momentos de dipolo cuatro siguen vigentes. Los cuatro momentos de dipolo tomar posiciones después de una rotación de2C. Dos momentos de dipolo permanecen en la misma posición para cada reflexión.

La fórmula de reducción calcula el coeficiente de cada representación irreducible en la representación reducible. El grupo de punto de orden es el número de operaciones de simetría. Las clases son tipos de operaciones de simetría. Aquí, el número de operaciones en cada clase es de 1, que tradicionalmente se omite de una tabla de caracteres.

El carácter es el valor correspondiente a una representación de una clase dada. Cuando se aplica la fórmula de reducción, se encuentran tres representaciones irreducibles, con uno que ocurre dos veces. Estas representaciones se transforman como eje de las x, yo z , que es coherente con cuatro tramos de activos en el IR C-O.

Utilizando la misma técnica, el isómero trans es encontrado para tener un tramo de IR activo C-O. El espectro IR del producto molibdeno tiene picos en 1942, 1958 y 2046 cm-1. Con datos de mayor resolución, se puede observar un cuarto tramo de la C-O. Partiendo de la IR obtenida, se puede concluir que el aislado Mo(CO)4[P(OPh)3]2 complejo es el isómero cis .

Teoría de grupos es ampliamente utilizado en química orgánica e inorgánica. Echemos un vistazo a algunos ejemplos.

Espectroscopía Raman detecta vibraciones moleculares que implican cambios en la polarizabilidad de la nube de electrones. Un estiramiento simétrico en CO2 no cambia el momento de dipolo y por lo tanto no activos en el IR. Sin embargo, alejarse de los núcleos de electrones cambian la polarizabilidad, haciendo el tramo Raman activo. Teoría del grupo puede identificar modos vibracionales Raman activo siguiendo el mismo método general usado para identificar modos de activos en el IR.

Teoría orbital molecular o teoría de MO, es un modelo utilizado para describir el enlace en las moléculas. Sumando y restando los orbitarios atómicos de dos átomos conduce a la formación de diagramas de orbitales moleculares de diatomics simple.

Para generar diagramas de MO de complejos de metales de transición, los científicos utilizan la teoría de grupos para generar combinaciones lineales adaptados simetría de orbitales atómicos para representar los átomos exteriores o ligandos. Esto se logra generando representaciones reducibles de los orbitarios atómicos del ligand, y luego reducir esto a una representación irreducible.

Se comparan las representaciones de la simetría de centro metálico y las combinaciones lineales adaptados simetría en el diagrama. En este modelo, los orbitales con la misma simetría se solapaban en forma dos orbitales moleculares.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a teoría del grupo. Ahora debe familiarizarse con los principios fundamentales de simetría molecular, encontrando el grupo de punto de una molécula y algunos ejemplos de cómo la teoría de grupos se utiliza en química orgánica e inorgánica. ¡Gracias por ver!

Read Article

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

Waiting X
simple hit counter