对称顶分子与非对称顶分子的关键区别在于,对称顶分子有一个合适的旋转轴和两个相互相等的转动惯量矩,而非对称顶分子的转动惯量的主分量各不相同。
根据动量椭球的形状和纯旋转光谱,将对称和不对称顶分子归为多原子分子。一般来说,多原子分子具有复杂的旋转光谱。为了解释光谱,我们可以把这些分子分为四类。这种分类是根据分子的转动惯量椭球的形状来进行的。这四类分子包括线性分子、球形顶分子、对称顶分子和不对称顶分子。
目录
1. 概述和主要区别
2. 什么是对称的顶层分子
3. 什么是不对称顶层分子
4. 并列比较-对称和不对称的表列形式的顶层分子
5. 摘要
什么是对称顶分子(symmetric top molecules)?
对称顶分子是具有一个适当的旋转轴和两个相互相等的惯性矩的多原子分子。换句话说,对称的顶层分子有两个主惯性矩相等,而第三个是唯一的。我们可以进一步将这类分子分为两类:长对称顶分子和扁对称顶分子。
长对称顶分子的一个例子是CH3I,它可以通过用碘原子取代甲烷分子中的氢原子而得到。这种替换导致分子的对称性从Td降低到C3v。当我们考虑C3轴(或IA轴)时,参与旋转的原子只是轻氢原子。因此,沿分子的这个轴转动惯量是最小的。另外还有两个轴(IB和IC)垂直于这个C3轴,这两个垂直轴彼此相等。因此,IA<;IB=IC。线性分子是长对称顶分子的一个特例,因为它们的IA=0。此外,扁圆对称的顶分子的最大轴是IC,而IA等于IB,因此我们可以将这个关系式写成,IA=IB<;IC。
什么是不对称顶层分子(asymmetric top molecules)?
不对称顶层分子是一种多原子分子,其转动惯量的所有主要成分彼此不同。换句话说,如果一个分子的高阶旋转轴是C2或者没有合适的旋转轴,那么这个分子就变成了不对称的顶层分子。因此,我们可以说这是最不对称的一类分子。
当考虑分子轴之间的关系时,它有IA≠IB≠IC。这类分子的一些例子包括H2O、C2H2F2等。
对称的(symmetric)和不对称顶层分子(asymmetric top molecules)的区别
不对称分子有两种类型:不对称分子和多原子分子。对称顶分子与非对称顶分子的关键区别在于,对称顶分子有一个合适的旋转轴和两个相互相等的转动惯量矩,而非对称顶分子的转动惯量的主分量各不相同。对称顶分子的两个轴相等,另一个轴是唯一的,而非对称顶分子的三个轴都不同。
下面的信息图总结了对称和不对称顶层分子之间的区别。
总结 - 对称的(symmetric) vs. 不对称顶层分子(asymmetric top molecules)
根据多原子分子的转动光谱,将其分为线性分子、球形顶分子、对称顶分子和不对称顶分子四大类。对称顶分子与非对称顶分子的关键区别在于,对称顶分子有一个合适的旋转轴和两个相互相等的转动惯量矩,而非对称顶分子的转动惯量的主分量各不相同。