Ključna razlika med simetričnimi in asimetričnimi top molekulami je v tem, da imajo simetrične top molekule eno pravilno rotacijsko os in dva vztrajnostna momenta, ki sta med seboj enaka, medtem ko imajo asimetrične top molekule vse glavne komponente vztrajnostnega momenta različne drug od drugega.
Izraz simetrične in asimetrične top molekule sodi v klasifikacijo poliatomskih molekul na podlagi oblike momentalnega elipsoida in čistih rotacijskih spektrov. Na splošno imajo poliatomske molekule kompleksne rotacijske spektre. Za razlago spektrov lahko te molekule razdelimo v štiri razrede. Ta razvrstitev je narejena na podlagi oblike elipsoida vztrajnostnega momenta molekule. Štirje razredi vključujejo linearne molekule, sferične top molekule, simetrične top molekule in asimetrične top molekule.
Kaj so simetrične top molekule?
Molekule s simetričnim vrhom so poliatomske molekule, ki imajo eno pravilno vrtilno os in dva med seboj enaka vztrajnostna momenta. Z drugimi besedami, simetrične top molekule imajo dva glavna inercialna momenta enaka, medtem ko je tretji edinstven. To kategorijo lahko nadalje razdelimo v dve skupini kot molekule s podaljšanim simetričnim vrhom in molekule s sploščenim simetričnim vrhom.
Slika 01: Oblika molekule CH3I
Primer podaljšanih simetričnih zgornjih molekul je CH3I. Lahko ga dobimo z zamenjavo atoma vodika iz molekule metana z atomom joda. Ta zamenjava povzroči zmanjšanje simetrije molekule s Td na C3v Ko upoštevamo C3 osi (ali osi IA), so atomi, ki prispevajo k vrtenju, le lahki atomi vodika. Zato je vztrajnostni moment najmanjši vzdolž te osi molekule. Obstajata še dve drugi osi (IB in IC), ki sta pravokotni na to os C3 in ti dve pravokotne osi so med seboj enake. Zato so IA<IB=IC Linearne molekule poseben primer prolatnih simetričnih zgornjih molekul, ker imajo svoj IA=0. Poleg tega imajo sploščene simetrične top molekule svoj IC kot največjo os, medtem ko je IAje enako IB Zato lahko podamo to razmerje kot IA=IB<I C
Kaj so asimetrične zgornje molekule?
Asimetrične top molekule so vrsta poliatomskih molekul, ki imajo med seboj različne glavne komponente vztrajnostnega momenta. Z drugimi besedami, molekula postane asimetrična zgornja molekula, če je njena rotacijska os višjega reda C2 ali če ni prave rotacijske osi. Zato lahko rečemo, da je to najmanj simetričen razred molekul.
Slika 02: Molekula vode
Ko upoštevamo razmerje med osema molekule, ima IA ≠ IB ≠ I C. Nekateri primeri te vrste molekul vključujejo H2O, C2H2F 2 itd.
Kakšna je razlika med simetričnimi in asimetričnimi zgornjimi molekulami?
Simetrične in asimetrične zgornje molekule sta dve vrsti poliatomskih molekul. Ključna razlika med simetričnimi in asimetričnimi zgornjimi molekulami je v tem, da imajo simetrične zgornje molekule eno pravilno vrtilno os in dva vztrajnostna momenta, ki sta med seboj enaka, medtem ko imajo asimetrične zgornje molekule vse glavne komponente vztrajnostnega momenta drugačne. Medtem ko imajo simetrične zgornje molekule dve osi, ki sta si enaki in je druga os edinstvena, imajo asimetrične zgornje molekule vse tri osi drugačne.
Spodnja infografika povzema razlike med simetričnimi in asimetričnimi zgornjimi molekulami.
Povzetek – Simetrične proti asimetričnim zgornjim molekulam
Poliatomske molekule lahko na podlagi njihovih rotacijskih spektrov razdelimo v štiri skupine kot linearne molekule, sferične top molekule, simetrične top molekule in asimetrične top molekule. Ključna razlika med simetričnimi in asimetričnimi zgornjimi molekulami je v tem, da imajo simetrične zgornje molekule eno pravilno rotacijsko os in dva vztrajnostna momenta, ki sta enaka drug drugemu, medtem ko imajo asimetrične zgornje molekule vse glavne komponente vztrajnostnega momenta drugačne.
Z dovoljenjem za sliko:
1. “Iodomethane-3D-balls” avtor Benjah-bmm27 – lastno delo (javna domena) prek Commons Wikimedia
2. »Struktura vodne molekule« AbdullahAlturki99 – lastno delo (CC BY-SA 4.0) prek Commons Wikimedia
