Сообщение на тему симметрия в химии

Обновлено: 15.05.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ Симметрия в химии и физике..pptx

Описание презентации по отдельным слайдам:

Выполнили ученики 10 класса Пашкееч Венера и Сорокин Артём Руководитель Рябова Т.А. Симметрия в химии и физике МБОУ Садовская СОШ 2012

Рассмотреть симметрию на молекулярном уровне(симметрию молекул). Узнать где применяется симметрия в физике и химии. Цель работы:

Определение симметрии; Симметрия в химии(симметрия молекул): 1)молекула воды; 2)молекула дифенила; 3)молекула метана; 4)молекула этена. Симметрия в физике: 1)непрерывные преобразования; 2)прерывные преобразования. Представление изображений. Содержание:

Симметрия в химии встречается довольно часто: 1)в молекуле воды; 2)в молекуле дифенила; 3)в гибридизации молекул(например молекуле метана, этена). Симметрия в химии:

Характеристика молекулы, определяемая совокупностью возможных операций точечной симметрии для её равновесной конфигурации. Четыре операции точечной симметрии:(вращение вокруг оси на некоторый угол, меньший или равный 360°; отражение от плоскости; инверсия в точке; вращение вокруг оси с последующей инверсией в точке, лежащей на этой оси) приводят к след. элементам симметрии молекулы: ось симметрии n-го порядка (ось вращения n-го порядка), если при повороте вокруг этой оси на угол 360°/n (n — целое число) она совмещается сама с собой; зеркальная плоскость, или плоскость симметрии, если такое совмещение наблюдается при отражении от плоскости; центр инверсии, или центр симметрии, если молекула совмещается сама с собой при проектировании её атомов по линиям, проходящим через центр симметрии в положение, находящееся на противоположной стороне от него и на том же расстоянии, что и исходный атом; зеркально-поворотная ось n-го порядка, когда молекула совмещается сама с собой в результате поворота её вокруг некоторой оси с последующей инверсией в точке, лежащей на этой оси. Симметрия молекулы:

Элементами симметрии молекулы воды являются 2 плоскости симметрии (одна из них лежит в плоскости молекулы, другая проходит перпендикулярно к ней через биссектрису угла Н—О—Н, равного 104,5°) и ось симметрии 2-го порядка (биссектриса угла Н—О—Н). Молекула воды.

Углеродный скелет молекулы дифенила. Молекула дифенила в кристаллическом состоянии плоская, и её элементы симметрии — 2 взаимно перпендикулярные плоскости, проходящие через центр инверсии (середину центр. связи С—С), сам центр инверсии и ось 2-го порядка (центр. связь С—С). В газовой фазе углеродные кольца этой молекулы повёрнуты друг к другу под углом =35° (за счёт их поворота вокруг центр. связи С—С), и из перечисленных выше элементов симметрии молекул остаётся только центр инверсии. Молекула дифенила.

Расположение тетраэдрическое, угол между осями электронных облаков – 109˚28΄. Молекула метана. Атомы водорода - Гибридизированные электронные облака атома углерода -

Молекула этена также симметрична. Расположение треуголь- ное, угол между осями 120˚. Молекула этена(этилена). 1 2 П - связь

Если законы, устанавливающие соотношения между величинами, характеризующими физическую систему, или определяющие изменение этих величин со временем, не меняются при определённых операциях (преобразованиях), которым может быть подвергнута система, то говорят, что эти законы обладают симметрией (или инвариантны) относительно данных преобразований. В математическом отношении преобразования симметрии составляют группу. Физические законы симметричны относительно следующих наиболее общих преобразований. Симметрия в физике.

1) Перенос системы как целого в пространстве. Отсутствие в пространстве каких-либо выделенных точек (однородность пространства). 2) Поворот системы как целого в пространстве. Эквивалентность всех направлений в пространстве (изотропия пространства). 3) Изменение начала отсчёта времени (сдвиг во времени). Физические законы не меняются со временем. 4) Переход к системе отсчёта, движущейся относительно данной системы с постоянной скоростью. Эквивалентность всех инерциальных систем отсчёта. 5) Калибровочные преобразования. Законы, описывающие взаимодействия частиц, обладающих каким-либо зарядом, симметричны относительно калибровочных преобразований 1-го рода. 6) Изотопическая инвариантность сильных взаимодействий. Сильные взаимодействия симметричны относительно поворотов в особом "изотоническом пространстве". Непрерывные преобразования.

1) Пространственная инверсия (Р). Относительно этого преобразования симметричны процессы, вызванные сильным и электромагнитным взаимодействиями. 2) Преобразование замены всех частиц на античастицы (зарядовое сопряжение). 3) Последовательное проведение преобразований инверсии и зарядового сопряжения. Электромагнитные взаимодействия симметричны относительно комбинированной инверсии. 4) Преобразование изменения знака времени . Все элементарные процессы, протекающие в результате сильного, электромагнитного и слабого взаимодействий, симметричны. 5) Произведение трёх преобразований: зарядового сопряжения С, инверсии Р и обращения времени Т . 6) Преобразование перестановки одинаковых частиц. Волновая функция системы, содержащей одинаковые частицы, симметрична относительно перестановки любой пары одинаковых частиц . Прерывные преобразования.

Схема атома иттербия. кристалл Симметрия твёрдых тел

Мы познакомились с симметрией в химии и физике, рассмотрели её на примерах. Вывод:

Спасибо за внимание. До свидание!

Краткое описание документа:

Данная презентация показывает применение симметрии. Практическое использование симметрии в молекулах и физических явлениях. Цель работы: показать роль симметрии в природе. Содержание работы раскрывает историческое определение симметрии.Определение симметрии: в химии(симметрия молекул): 1)молекула воды; 2)молекула дифенила; 3)молекула метана; 4)молекула этена. Симметрия в физике: 1)непрерывные преобразования; 2)прерывные преобразования. Представление изображений. Уникальность математического понятия раскрыто в симметрии молекул: 1)молекула воды; 2)молекула дифенила; 3)молекула метана; 4)молекула этена. Показано на схемах и дано описание всех преобразований. Симметрии в физике: 1)непрерывные преобразования; 2)прерывные преобразования. Описывается каждое преобразование. Даны иллюстрации.

ГОСТ

Симметрия и хиральность

Свойства симметрии характеризуются операциями симметрии, которыми определяются элементы симметрии:

У молекул, в основном, можно наблюдать следующие элементы симметрии:

оси вращения;
зеркально – поворотные оси, выявляемые при рассмотрении операций симметрии.

Молекула обладает осью $C_n$, если ее структура полностью совпадает с исходным изображением при повороте вокруг оси на угол, равный $2\pi/ n$ рад.

Например, молекула дихлорметана ($A$) имеет ось $C_2$, а молекула хлороформа (Б) – ось $C_3$

Молекула обладает осями $S_n$, если ее структура тождественна исходной только после поворота на угол $2\pi/ n$ рад и дальнейшего отражения в плоскости, ортогональной выбранной оси вращения.

Ось $S_1$ соответствует зеркальной плоскости симметрии $σ$ при $n=1.$

Например, у дихлорметана две $\sigma$-плоскости, у хлороформа – три.

Ось $S_2$ соответствует центру инверсии при $n=2$. Наличие центра инверсии указывает, что все лиганды в молекуле могут обращаться относительно центра.

Одна из конформаций в молекуле 1,2-дифтор-1,2-дихлорэтана имеет центр симметрии

Иногда можно встретить оси высшего порядка $S_n$, где $n$- четное число. Например, молекулы спиросоединений

Если молекула содержит элементы симметрии типа Sn или оси высшего порядка $S_n$, то она обладает симметрией отражения и называется ахиральной или недиссимметричной. Такие молекулы не образуют энантиомерных пар.

Классификация молекул по точечным группам симметрии Ф.Коттона

В 1971 году Ф. Коттоном предложена схема метода, позволяющая определить возможные элементы симметрии и классифицировать молекулы по точечным группам симметрии.

К группе $C_∞v$, $D_∞h$ могут принадлежать только линейные молекулы (ацетилен, хлорацетилен, дихлорацетилен).

В случае отсутствия собственной поворотной оси, ищут центр симметрии i, и тогда молекула принадлежит группе $C_i$, или зеркальную плоскость $\sigma$, в этом случае молекула принадлежит точечной группе $C_s$. При отсутствии элементов симметрии, кроме $E$, молекула относится к группе $C_1$.

Необходимо найти ось с наибольшим значением $n$, то есть главную ось $C_n$. Проверяем на наличие зеркально – поворотной оси $S_$, которая совпадала бы с главной осью.

Если ось $S_$ присутствует и других элементов (кроме $i$) нет, то молекула относится к одной из групп $S_n$ ($n$- четное число).

При наличии других элементов симметрии, кроме оси $S_$ (или при ее отсутствии) переходим к следующему действию.

В плоскости, перпендикулярной $C_n$, ищем группу из n осей второго порядка. Если такие оси есть, то молекула относится к одной из групп $D_n$, $D_$, $D_$. Если таких осей нет, то молекула принадлежит к группе $C_n$, $C_$, $C_$.

Молекула относится к группе $D_$, если у нее есть плоскость симметрии $\sigma h$, ортогональная главной оси. Если такой элемент отсутствует, то ищут набор из $n$ диагональных плоскостей $\sigma d$. $\sigma d$ – это такие плоскости симметрии, в которых расположена главная ось, но нет ни одной из перпендикулярных осей второго порядка.

В случае отсутствия и $\sigma d$ и $\sigma h$, молекула принадлежит группе $D_n$.

Если у молекулы есть плоскость $\sigma h$, то ее можно отнести к точечной группе $C_$. При отсутствии такой плоскости, ищут набор из $n$ плоскостей, которые проходят через главную ось.

Если такой набор плоскостей есть, то молекула относится к группе $C_$, если нет, то молекула относится к группе $C_n$.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Симметрия в химии. Презентация на заданную тему содержит 15 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Химики давно знают, что поворот спирали вещества радикально меняет его свойства (глюкоза - фруктоза, пенициллин - левомицетин и др.) От того в какую сторону разворачивается спираль ДНК, зависит, как сложится (или не сложится) жизнь человека. Время течёт слева на право. Полушария головного мозга, как сферические антенны, направлены в противоположные стороны: одно - в прошлое, другое - в будущее. Химики давно знают, что поворот спирали вещества радикально меняет его свойства (глюкоза - фруктоза, пенициллин - левомицетин и др.) От того в какую сторону разворачивается спираль ДНК, зависит, как сложится (или не сложится) жизнь человека. Время течёт слева на право. Полушария головного мозга, как сферические антенны, направлены в противоположные стороны: одно - в прошлое, другое - в будущее.

Кристи Тарлинктон, супермодель, признанная одной из самых красивых женщин в мире, считает, что по большей части обязана своим успехом в качестве модели идеальной симметрии своих губ. Кристи Тарлинктон, супермодель, признанная одной из самых красивых женщин в мире, считает, что по большей части обязана своим успехом в качестве модели идеальной симметрии своих губ. Пропорция и симметрия объекта всегда необходима нашему зрительному восприятию для того, чтобы мы могли считать этот объект красивым. Баланс и пропорция частей относительно целого обязательны для симметрии. Смотреть на симметричные изображения приятней, нежели на асимметричные.

Симметрия лица зависит от правильного соотношения мужских и женских половых гормонов в организме человека. Ученые пришли к выводу, что женщины с симметричным лицом - женственнее, а мужчины - мужественнее тех, кто не может похвастать таким преимуществом. Симметрия лица зависит от правильного соотношения мужских и женских половых гормонов в организме человека. Ученые пришли к выводу, что женщины с симметричным лицом - женственнее, а мужчины - мужественнее тех, кто не может похвастать таким преимуществом.

Выводы Симметрия в химии проявляется в геометрической конфигурации молекул, что сказывается на специфике физических и химических свойств молекул .