Gruppo puntuale di simmetria: Elementi, operazioni di simmetria e diagramma di flusso
La simmetria molecolare è fondamentale nell’ambito della spettroscopia, della chimica quantistica e della cristallografia. Gli elementi di simmetria presenti costituiscono un gruppo noto come gruppo puntuale, in cui punti, linee e piani si intersecano in un punto singolo. È essenziale considerare i tipi di simmetria che una molecola può presentare e le operazioni generate dagli elementi di simmetria.
Le operazioni di simmetria si riflettono in movimenti del corpo che mantengono la disposizione originale dei punti. Gli elementi di simmetria, come rette, piani o punti, consentono l’esecuzione di una o più operazioni di simmetria.
I quattro tipi di elementi e le corrispondenti operazioni di simmetria richiesti per specificare la simmetria molecolare sono:
– Piano: riflessione rispetto al piano
– Centro di simmetria o centro di inversione: inversione di tutti gli atomi attraverso il centro
– Asse proprio: una o più rotazioni rispetto all’asse
– Asse improprio: una o più ripetizioni della sequenza: rotazione seguita da riflessione rispetto a un piano perpendicolare rispetto all’asse di rotazione
Un gruppo puntuale è rappresentato da un insieme di operazioni di simmetria, come l’operazione di identità e diverse rotazioni e riflessioni. Una molecola appartiene a un gruppo puntuale di simmetria se rimane invariata in tutte le operazioni di simmetria di questo gruppo.
In base alle operazioni di simmetria, la molecola CHClF appartiene al gruppo C1 mentre la molecola di acqua, con un asse di rotazione binario e due piani speculari verticali, appartiene al gruppo C2v.
Per comprendere come le operazioni di simmetria influenzino le proprietà molecolari, si ricorre a un diagramma di flusso. Questo diagramma considera la linearità o meno della molecola come punto di partenza.
La rappresentazione irriducibile descrive il comportamento delle proprietà molecolari in relazione alle operazioni di simmetria del gruppo puntuale della molecola. Tutte le rappresentazioni irriducibili del gruppo puntuale di simmetria possono essere trovate nella tavola dei caratteri, che fornisce informazioni sulle variazioni delle proprietà in risposta a specifiche operazioni di simmetria.
In sintesi, la simmetria molecolare determina le proprietà vibrazionali ed elettroniche della molecola, le cui variazioni sono descritte dalle rappresentazioni irriducibili specificate nella tavola dei caratteri.
[Inserire l’immagine del diagramma di flusso relativa al testo]