MolDraw › Alat kimia › Pencari Grup Titik

Pencari Grup Titik (Simetri Molekul)

Singkatnya: masukkan SMILES atau pilih molekul klasik untuk mendapatkan grup titik, unsur simetri, orde, kiralitas, polaritas, dan tabel karakternya, dengan setiap sumbu dan bidang cermin digambar dalam 3D. Gratis, berjalan di peramban web Anda, dan tidak perlu diunduh.

Alat ini membangun bentuk 3D molekul, menemukan setiap sumbu rotasi, bidang cermin, pusat inversi, dan sumbu tak-wajar, lalu menamai grup titiknya dengan simbol Schoenflies.

Jawaban singkat: air (H2O) termasuk C2v: E, satu sumbu C2, dan dua bidang σv, orde 4. Amonia C3v, metana Td, BF3 D3h, SF6 Oh, benzena D6h, dan CO2 D∞h.

Cara menggunakan pencari grup titik

  1. Tekan tombol galeri seperti H2O atau BF3, pilih molekul apa pun dari daftar, atau ketik string SMILES seperti O, c1ccccc1, atau Cl/C=C/Cl.
  2. Baca grup titik, ordenya, serta apakah molekul kiral dan polar.
  3. Putar model 3D. Sumbu, bidang cermin, pusat inversi, dan sumbu Sn digambar berwarna. Arahkan kursor ke suatu unsur di daftar untuk menyorotnya.
  4. Ikuti langkah ya/tidak yang menuju grup tersebut, dan baca tabel karakternya.

Untuk SMILES, mesin struktur MolDraw menambahkan hidrogen, membangun beberapa bentuk 3D, merelaksasinya, lalu menyimpan yang berenergi terendah. Molekul yang fleksibel dinilai dalam bentuk itu (etana menjadi bentuk goyang). Molekul galeri memakai geometri ideal yang eksak. Distorsi kecil dirata-ratakan dalam batas toleransi.

Unsur dan operasi simetri

Operasi simetri menggerakkan molekul sehingga setelahnya tampak persis sama. Unsur simetri adalah titik, garis, atau bidang yang digunakan operasi tersebut. Satu unsur dapat menghasilkan beberapa operasi: sumbu C3 menghasilkan C3 dan C32.

SimbolUnsurOperasiContoh
EIdentitasTidak melakukan apa-apa. Setiap molekul memilikinya.Semua molekul
CnSumbu rotasi wajarPutar sebesar 360°/n. Sumbu dengan n tertinggi adalah sumbu utama.C2 pada H2O, C3 pada NH3, C6 pada benzena
σBidang cerminPantulkan melalui bidang. σh tegak lurus terhadap sumbu utama; σv dan σd memuatnya.σh pada BF3, σv pada NH3, σd pada alena
iPusat inversiPindahkan setiap atom melalui pusat ke sisi seberangnya.SF6, CO2, trans-1,2-dikloroetena
SnSumbu rotasi tak-wajarPutar sebesar 360°/n, lalu pantulkan melalui bidang yang tegak lurus. S1 = σ dan S2 = i.S4 pada CH4 dan alena, S6 pada etana goyang

Diagram alir grup titik

  1. Apakah molekulnya linear? Ya: jika ada pusat inversi, grupnya D∞h (CO2, H–C≡C–H); jika tidak, C∞v (HCl, HCN).
  2. Beberapa sumbu dengan n ≥ 3? Ya: grup simetri tinggi. Empat sumbu C3 tanpa C4: tetrahedral, Td (CH4). Tiga sumbu C4: oktahedral, Oh (SF6). Enam sumbu C5: ikosahedral, Ih (C60). Tanpa bidang cermin, grup ini menjadi T, O, atau I.
  3. Ada sumbu rotasi Cn? Tidak: bidang cermin menghasilkan Cs, pusat inversi menghasilkan Ci, tanpa keduanya C1.
  4. Cari sumbu utama Cn. Apakah ada n sumbu C2 yang tegak lurus terhadapnya?
  5. Ya (grup D): ada σh → Dnh; jika tidak, n bidang σd → Dnd; jika tidak, Dn.
  6. Tidak (grup C dan S): ada σh → Cnh; jika tidak, n bidang σv → Cnv; jika tidak, sumbu S2n → S2n; jika tidak, Cn.

Alat menampilkan jalur yang diambil untuk setiap molekul di bawah "Cara grup ditemukan".

Sekilas grup titik yang umum

GrupUnsurOrdeContoh
C1E1CHFClBr
CsE, σ2HOCl, CH3OH
C2E, C22H2O2
C2vE, C2, 2σv4H2O, SO2, CH2Cl2, cis-1,2-dikloroetena
C3vE, C3, 3σv6NH3, CHCl3, PCl3
C2hE, C2, σh, i4trans-1,2-dikloroetena, trans-N2F2
D2hE, 3C2, 3σ, i8Etena, naftalena, diborana
D3hE, C3, 3C2, σh, S3, 3σv12BF3, PCl5, etana eklips, siklopropana
D4hE, C4, 4C2, σh, 4σ, i, S416XeF4, [PtCl4]2−
D6hE, C6, 6C2, σh, 6σ, i, S6, S324Benzena
D2dE, S4, 3C2, 2σd8Alena
D3dE, C3, 3C2, 3σd, i, S612Etana goyang, sikloheksana kursi
TdE, 4C3, 3C2, 3S4, 6σd24CH4, CCl4, P4
OhE, 3C4, 4C3, 6C2, 9σ, i, S4, S648SF6, kubana
C∞vE, C∞, ∞σv∞HCl, HCN, OCS
D∞hE, C∞, ∞C2, ∞σv, σh, i∞CO2, H2, etuna

Kiralitas, polaritas, dan tabel karakter

Kiralitas

Molekul bersifat kiral jika tidak memiliki sumbu tak-wajar: tidak ada bidang cermin, tidak ada pusat inversi, dan tidak ada Sn. Hanya grup C1, Cn, Dn, T, O, dan I yang memenuhi. CHFClBr (C1) dan H2O2 (C2) kiral. Molekul yang hanya memiliki sumbu S4 tidak kiral, meskipun tanpa bidang cermin. Untuk menentukan R dan S pada pusat stereo, gunakan pencari kiralitas R/S.

Polaritas

Momen dipol harus menunjuk ke arah yang sama setelah setiap operasi. Hal itu hanya mungkin pada C1, Cs, Cn, dan Cnv (termasuk C∞v). Air (C2v) dan amonia (C3v) polar; CO2, BF3, CH4, SF6, dan trans-1,2-dikloroetena tidak.

Membaca tabel karakter

Setiap kolom adalah satu kelas operasi, seperti 2C3 (rotasi C3 dan C32). Setiap baris adalah representasi tak tereduksi. Karakternya menunjukkan perilaku suatu orbital atau vibrasi di bawah setiap operasi: 1 berarti tidak berubah, −1 berarti berganti tanda. Label Mulliken: A dan B berdimensi satu (A simetris terhadap sumbu utama, B tidak), E berdimensi dua, dan T berdimensi tiga; g dan u berarti simetris atau antisimetris terhadap inversi; ′ dan ″ berarti simetris atau antisimetris terhadap σh. Dua kolom terakhir mencantumkan letak x, y, z, rotasi Rx, Ry, Rz, dan fungsi kuadratik (x2, xy, dan seterusnya). Kolom tersebut menunjukkan vibrasi mana yang aktif IR (x, y, z) dan aktif Raman (kuadratik).

Contoh soal

Air, H2O

Bengkok, tidak linear. Satu sumbu C2 melalui O. Tidak ada C2 yang tegak lurus, tidak ada σh, tetapi ada dua bidang σv.

C2v, orde 4, polar, tidak kiral

Amonia, NH3

Sumbu C3 melalui N. Tidak ada C2 tegak lurus, tidak ada σh, tiga bidang σv, masing-masing melalui satu ikatan N–H.

C3v, orde 6, polar

Boron trifluorida, BF3

Sumbu C3, tiga sumbu C2 sepanjang ikatan B–F, dan bidang molekul adalah σh.

D3h, orde 12, nonpolar

Metana, CH4

Empat sumbu C3 (satu sepanjang setiap ikatan C–H), tiga sumbu S4, enam bidang σd, tanpa pusat inversi.

Td, orde 24, nonpolar

trans- dan cis-1,2-dikloroetena

trans: C2 tegak lurus bidang, bidangnya σh, ditambah i. cis: C2 di dalam bidang dan dua σv.

trans C2h (nonpolar); cis C2v (polar)

Etana: goyang dan eklips

Keduanya memiliki sumbu C3 dan tiga sumbu C2 tegak lurus. Bentuk goyang memiliki i dan tiga σd; bentuk eklips memiliki σh.

Goyang D3d; eklips D3h

Alena, H2C=C=CH2

Kedua bidang CH2 membentuk sudut 90°. Sumbu utamanya S4 (dengan C2), dua sumbu C2 tegak lurus, dua σd.

D2d, orde 8

CHFClBr

Empat atom berbeda di sekitar karbon. Tanpa sumbu, tanpa bidang, tanpa pusat.

C1, kiral dan polar

Kesalahan umum

Ingin menjelajahi molekul yang lebih besar? Gambar di editor MolDraw dan buka panel Simetri untuk memutar setiap operasi dalam 3D.

Buka editor MolDraw

Pertanyaan yang sering diajukan

Apa grup titik air?

Air termasuk C2v. Air memiliki identitas E, satu sumbu C2 melalui oksigen, dan dua bidang cermin vertikal (salah satunya bidang molekul). Grup ini memiliki 4 operasi, sehingga ordenya 4.

Bagaimana cara menentukan grup titik suatu molekul?

Gunakan diagram alir. Apakah molekulnya linear? Apakah ada beberapa sumbu berorde tinggi (Td, Oh, Ih)? Jika tidak, cari sumbu rotasi berorde tertinggi Cn. Periksa apakah ada n sumbu C2 yang tegak lurus terhadapnya (grup D), lalu bidang cermin horizontal (Dnh atau Cnh), lalu bidang vertikal atau dihedral (Cnv atau Dnd). Jika tidak ada sumbu sama sekali, cari bidang cermin (Cs) atau pusat inversi (Ci); jika tidak ada, C1.

Apa perbedaan sigma v dan sigma d?

Keduanya adalah bidang cermin yang memuat sumbu utama. Bidang dihedral (σd) membagi dua sudut antara dua sumbu C2 yang tegak lurus terhadap sumbu utama, atau terletak di antara dua bidang σv. Bidang yang memuat sumbu C2 tersebut, atau atom luar pada molekul Cnv, diberi label σv.

Bagaimana simetri menunjukkan apakah molekul kiral?

Molekul bersifat kiral jika tidak memiliki sumbu tak-wajar: tidak ada bidang cermin, tidak ada pusat inversi, dan tidak ada sumbu Sn. Jadi hanya molekul dalam grup C1, Cn, Dn, T, O, dan I yang dapat kiral. CHFClBr (C1) dan H2O2 (C2) kiral; air (C2v) tidak.

Grup titik mana yang dapat memiliki momen dipol?

Hanya molekul C1, Cs, Cn, dan Cnv (termasuk grup linear C∞v) yang dapat polar. Pada grup lain, operasi simetri meniadakan dipol apa pun. Jadi air (C2v) dan amonia (C3v) polar, sedangkan CO2 (D∞h), BF3 (D3h), dan CH4 (Td) tidak.

Apa arti orde suatu grup titik?

Orde adalah jumlah operasi simetri dalam grup, termasuk identitas. C2v berorde 4 (E, C2, σv, σv′), C3v berorde 6, Td 24, dan Oh 48. Grup linear berorde tak hingga.

Mengapa etana goyang (staggered) dan eklips memiliki grup titik berbeda?

Grup titik menggambarkan bentuk 3D. Etana goyang memiliki pusat inversi dan bidang dihedral, sehingga D3d. Etana eklips justru memiliki bidang cermin horizontal, sehingga D3h. Saat Anda memasukkan SMILES, alat membangun bentuk berenergi terendah, yang untuk etana adalah bentuk goyang.

Alat kimia terkait

Terakhir diperbarui: