Klíčový rozdíl mezi symetrickými a asymetrickými horními molekulami je v tom, že symetrické horní molekuly mají jednu správnou rotační osu a dva momenty setrvačnosti, které jsou si navzájem stejné, zatímco asymetrické horní molekuly mají všechny hlavní složky momentu setrvačnosti odlišné jeden od druhého.
Pojem symetrické a asymetrické vrcholové molekuly spadá do klasifikace polyatomických molekul na základě tvaru momentálního elipsoidu a čistých rotačních spekter. Obecně mají víceatomové molekuly komplexní rotační spektra. Tyto molekuly můžeme rozdělit do čtyř tříd, abychom mohli interpretovat spektra. Tato klasifikace se provádí na základě tvaru elipsoidu momentu setrvačnosti molekuly. Tyto čtyři třídy zahrnují lineární molekuly, kulové horní molekuly, symetrické horní molekuly a asymetrické horní molekuly.
Co jsou symetrické top molekuly?
Symetrické horní molekuly jsou polyatomické molekuly, které mají jednu vlastní rotační osu a dva momenty setrvačnosti navzájem stejné. Jinými slovy, symetrické horní molekuly mají dva hlavní momenty setrvačnosti stejné, zatímco třetí je jedinečný. Tuto kategorii můžeme dále rozdělit do dvou skupin jako prolatované symetrické horní molekuly a zploštělé symetrické horní molekuly.
Obrázek 01: Tvar molekuly CH3I
Příkladem prolatovaných symetrických horních molekul je CH3I. Lze jej získat nahrazením atomu vodíku z molekuly methanu atomem jódu. Toto nahrazení způsobí redukci symetrie molekuly z Td na C3v Když vezmeme v úvahu C3 osa (nebo osa IA), atomy, které přispívají k rotaci, jsou pouze lehké atomy vodíku. Proto je moment setrvačnosti podél této osy molekuly nejmenší. Existují dvě další osy (IB a IC), které jsou kolmé na tuto osu C3 a tyto dvě kolmé osy jsou si navzájem rovny. Proto IA<IB=IC Lineární molekuly jsou zvláštním případem rozšiřujících se symetrických horních molekul, protože mají své IA=0. Navíc zploštělé symetrické horní molekuly mají svou IC jako největší osu, zatímco IAse rovná IB Proto můžeme dát tento vztah jako, IA=IB<I C
Co jsou asymetrické top molekuly?
Asymetrické horní molekuly jsou typem polyatomických molekul, které mají všechny základní složky momentu setrvačnosti navzájem odlišné. Jinými slovy, molekula se stane asymetrickou horní molekulou, pokud její rotační osa vyššího řádu je C2 nebo pokud neexistuje žádná správná rotační osa. Proto můžeme říci, že se jedná o nejméně symetrickou třídu molekul.
Obrázek 02: Molekula vody
Při zvažování vztahu mezi osami molekuly má molekula IA ≠ IB ≠ I C. Některé příklady tohoto typu molekul zahrnují H2O, C2H2F 2 atd.
Jaký je rozdíl mezi symetrickými a asymetrickými top molekulami?
Symetrické a asymetrické horní molekuly jsou dva typy polyatomických molekul. Klíčový rozdíl mezi symetrickými a asymetrickými horními molekulami je v tom, že symetrické horní molekuly mají jednu správnou rotační osu a dva momenty setrvačnosti, které jsou si navzájem rovné, zatímco asymetrické horní molekuly mají všechny hlavní složky momentu setrvačnosti odlišné od sebe navzájem. Zatímco symetrické horní molekuly mají dvě stejné osy a druhá osa je jedinečná, asymetrické horní molekuly mají všechny tři osy odlišné od sebe.
Níže uvedená infografika shrnuje rozdíly mezi symetrickými a asymetrickými horními molekulami.
Shrnutí – symetrické vs asymetrické top molekuly
Polyatomické molekuly lze na základě jejich rotačních spekter rozdělit do čtyř skupin jako lineární molekuly, kulovité horní molekuly, symetrické horní molekuly a asymetrické horní molekuly. Klíčový rozdíl mezi symetrickými a asymetrickými horními molekulami je v tom, že symetrické horní molekuly mají jednu správnou rotační osu a dva momenty setrvačnosti, které jsou si navzájem rovné, zatímco asymetrické horní molekuly mají všechny hlavní složky momentu setrvačnosti navzájem odlišné.
S laskavým svolením k obrázku:
1. „Jodmethan-3D-balls“od Benjah-bmm27 – Vlastní práce (Public Domain) prostřednictvím Commons Wikimedia
2. „Struktura molekuly vody“od AbdullahAlturki99 – vlastní práce (CC BY-SA 4.0) prostřednictvím Commons Wikimedia
