Nøgleforskellen mellem symmetriske og asymmetriske topmolekyler er, at symmetriske topmolekyler har én korrekt rotationsakse og to inertimomenter, der er lig med hinanden, mens asymmetriske topmolekyler har alle de vigtigste komponenter i inertimomentet forskellige fra hinanden.
Begrebet symmetriske og asymmetriske topmolekyler falder ind under klassificeringen af polyatomiske molekyler på basis af formen af den momentale ellipsoide og de rene rotationsspektre. Generelt har polyatomiske molekyler komplekse rotationsspektre. Vi kan opdele disse molekyler i fire klasser for at fortolke spektrene. Denne klassificering er lavet baseret på formen af inertimoment-ellipsoiden af molekylet. De fire klasser omfatter lineære molekyler, sfæriske topmolekyler, symmetriske topmolekyler og asymmetriske topmolekyler.
Hvad er symmetriske topmolekyler?
Symmetriske topmolekyler er polyatomiske molekyler med én korrekt rotationsakse og to inertimomenter, der er lig med hinanden. Med andre ord har symmetriske topmolekyler to hovedinertiale momenter lige, mens det tredje er unikt. Vi kan yderligere underopdele denne kategori i to grupper som prolat symmetriske topmolekyler og oblate symmetriske topmolekyler.
Figur 01: Form af CH3I-molekyle
Et eksempel på prolatsymmetriske topmolekyler er CH3I. Det kan opnås ved at erstatte et hydrogenatom fra methanmolekyle med et jodatom. Denne udskiftning forårsager reduktion af molekylets symmetri fra Td til C3v Når vi betragter C3 akse (eller IA-akse), de atomer, der bidrager til rotationen, er kun de lette hydrogenatomer. Derfor er inertimomentet mindst langs denne akse af molekylet. Der er to andre akser (IB og IC), der er vinkelrette på denne C3-akse og disse to vinkelrette akser er lig med hinanden. Derfor er IA<IB=IC Lineære molekyler et speci altilfælde af de prolatsymmetriske topmolekyler, fordi de har deres IA=0. Desuden har de oblate symmetriske topmolekyler deres IC som den største akse, mens IAer lig med IB Derfor kan vi give dette forhold som, IA=IB<I C
Hvad er asymmetriske topmolekyler?
Asymmetriske topmolekyler er en type polyatomiske molekyler, der har alle principielle komponenter i inertimomentet forskellige fra hinanden. Med andre ord bliver et molekyle et asymmetrisk topmolekyle, hvis dets højere ordens rotationsakse er C2, eller hvis der ikke er nogen ordentlig rotationsakse. Derfor kan vi sige, at dette er den mindst symmetriske klasse af molekyler.
Figur 02: Vandmolekyle
Når man betragter forholdet mellem molekylets akser, har det IA ≠ IB ≠ I C. Nogle eksempler på denne type molekyler omfatter H2O, C2H2F 2 osv.
Hvad er forskellen mellem symmetriske og asymmetriske topmolekyler?
Symmetriske og asymmetriske topmolekyler er to typer polyatomiske molekyler. Den vigtigste forskel mellem symmetriske og asymmetriske topmolekyler er, at symmetriske topmolekyler har en ordentlig rotationsakse og to inertimomenter, der er lig med hinanden, mens asymmetriske topmolekyler har alle de vigtigste komponenter i inertimomentet forskellige fra hinanden. Mens symmetriske topmolekyler har to akser lig med hinanden, og den anden akse er unik, har asymmetriske topmolekyler alle tre akser forskellige fra hinanden.
Infografikken nedenfor opsummerer forskellene mellem symmetriske og asymmetriske topmolekyler.
Oversigt – symmetriske vs asymmetriske topmolekyler
Polyatomiske molekyler kan opdeles i fire grupper som lineære molekyler, sfæriske topmolekyler, symmetriske topmolekyler og asymmetriske topmolekyler baseret på deres rotationsspektre. Den vigtigste forskel mellem symmetriske og asymmetriske topmolekyler er, at symmetriske topmolekyler har én ordentlig rotationsakse og to inertimomenter, der er ens med hinanden, mens asymmetriske topmolekyler har alle de vigtigste komponenter i inertimomentet forskellige fra hinanden.
Billede høflighed:
1. "Iodomethane-3D-balls" Af Benjah-bmm27 - Eget arbejde (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Water Molecule Structure" af AbdullahAlturki99 - Eget arbejde (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
