무기화학/대칭성과 분자 구조

[무기화학] 점군(point group) (feat. C3H4)

ABOU_T 2021. 11. 20.

[무기화학] 점군(point group)

무기화학에서 가장 기본적인 개념이 점군일 것이다. 아, 점군을 처음 들어볼 수 있다. 점군은 '대칭성이 비슷한 모양들을 모아서 그룹 지어둔 것'이라 생각하면 편하다. 무기화학에서 착물을 아

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위에서 언급했던 분자들의 점군을 찾는 시간을 가져보려 한다. 그냥 여러 분자 묶어서 글을 쓸까 싶기도 했지만, 하나만 궁금할 수도 있기에 따로 쓰려 한다.

가장 먼저 점군을 결정하는 과정을 다시 떠올려보자.

점군을 결정하는 것에 익숙해져 있다면, 이 과정을 따르지 않으려 해도 따르게 되어있다. ~~사실 이 과정대로 연습해서 그럴지도...~~

어쨌든, C3H4 분자의 점군을 결정해보자.

C3H4 분자 구조를 그려보면 다음과 같다.

그렇다면 첫 번째 과정. C3H4 분자는 대칭성이 낮은 분자인가?

[무기화학] 점군(point group) (feat. 대칭성이 낮은 분자)

[무기화학] 점군(point group) 무기화학에서 가장 기본적인 개념이 점군일 것이다. 아, 점군을 처음 들어볼 수 있다. 점군은 '대칭성이 비슷한 모양들을 모아서 그룹 지어둔 것'이라 생각하면 편하다

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또 다른 첫 번째 과정. C3H4 분자는 대칭성이 높은 군인가?

[무기화학] 점군(point group) (feat. 대칭성이 높은 분자)

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대칭성이 낮은 분자와 대칭성이 높은 분자는 따로 정리해두었다. 새로운 글을 보고 있다 = C3H4 분자는 대칭성이 낮거나 높은 분자가 아니다.

두 번째 과정. 가장 높은 차수의 회전축을 찾아보자.
일단 C3H4의 회전축을 찾아보면 다음과 같다.

참고로 사진에 분자의 구조를 돌려볼 수 있는 사이트 링크를 걸어두었다. 직접 분자 구조를 돌려보면서 확인해보자.

세 번째 과정. 주축에 수직인 C2가 존재하는가?

더 많은 원자를 지나는 C2축을 주축으로 설정한다면, 주축에 수직인 C2'축이 존재한다. 따라서 D군에 속할 것임을 알 수 있다.

네 번째 과정. 주축에 수직인 거울면이 있는가?

C3H4 분자의 거울면을 찾아보면, 주축에 수직하는 거울면은 존재하지 않는다.

다섯 번째 과정. 주축을 포함하는 거울면이 있는가?

사실 전 과정에 익숙해지면 이전 과정과 동시에 진행하기도 한다. 다음과 같이 주축에 수직하는 거울면은 없지만, 주축을 포함하는 거울면은 존재한다.

따라서 Dnv군이다. 이 때 n은 주축의 n과 동일하다. 위에서 찾은 주축이 C2이었으므로, C3H4 분자는 D2d군임을 결정할 수 있다.

참고로C3H4 분자는 S4도 존재한다.

* 수정해야 할 개념, 혹은 표현이 있다면, 댓글에 달아주시면 감사하겠습니다. *

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