Alle boeken

Professioneel

Apps Over Coach Inloggen Begin met lezen

Scheikunde · Begrippenlijst

Wat is Normaaltrilling?

Definitie 5.12 Universitaire scheikunde — jaar 3 · Hoofdstuk 5 — Toegepaste groepentheorie

Een normaaltrilling van een molecuul is een collectieve vibratie waarin alle atomen met dezelfde frequentie en in fase oscilleren, langs de eigenvector van de massagewogen hessematrix (Propositie 3.3). Elke normaaltrilling transformeert als een irreducibele representatie van de puntgroep.

De drie normaaltrillingen van water (pijlen: verplaatsingen, niet op schaal). Beide a_1-trillingen behouden de volledige symmetrie van het molecuul; de b_1-trilling verandert van teken onder C_2.
De drie normaaltrillingen van water (pijlen: verplaatsingen, niet op schaal). Beide a1a_1-trillingen behouden de volledige symmetrie van het molecuul; de b1b_1-trilling verandert van teken onder C2C_2.

Voorbeelden

Voorbeeld 5.15 (Water)

HX2O\ce{H2O} in C2vC_{2v}, molecuul in het xzxz-vlak. Atomen die op hun plaats blijven: 3, 1, 3, 1; χxyz\chi_{xyz}: 3,−1,1,13, -1, 1, 1; dus χ3N=9,−1,3,1\chi_{3N} = 9, -1, 3, 1. De reductie geeft 3A1+A2+3B1+2B23A_1 + A_2 + 3B_1 + 2B_2. Na aftrek van de translaties A1+B1+B2A_1 + B_1 + B_2 en de rotaties A2+B1+B2A_2 + B_1 + B_2 blijft over: Γvib=2A1+B1\Gamma_{\mathrm{vib}} = 2A_1 + B_1. De twee a1a_1-trillingen zijn de symmetrische strekvibratie (3657 cm−13657\,\mathrm{cm}^{-1}) en de buigvibratie (1595 cm−11595\,\mathrm{cm}^{-1}); de b1b_1-trilling is de antisymmetrische strekvibratie (3756 cm−13756\,\mathrm{cm}^{-1}).

Voorbeeld 5.16 (Nog vier moleculen)

Dezelfde procedure (berekend en gecontroleerd in de figuurgegevens van dit hoofdstuk) geeft:

molecuulgroepΓvib\Gamma_{\mathrm{vib}}trillingen
NHX3\ce{NH3}C3vC_{3v}2A1+2E2A_1 + 2E6
CHX4\ce{CH4}TdT_dA1+E+2T2A_1 + E + 2T_29
COX2\ce{CO2}D∞hD_{\infty h} (via D2hD_{2h})Σg++Σu++Πu\Sigma_g^+ + \Sigma_u^+ + \Pi_u (Ag+B1u+B2u+B3uA_g + B_{1u} + B_{2u} + B_{3u})4
BFX3\ce{BF3}D3hD_{3h}A1′+2E′+A2′′A_1' + 2E' + A_2''6
XeFX4\ce{XeF4}D4hD_{4h}A1g+B1g+B2g+A2u+B2u+2EuA_{1g} + B_{1g} + B_{2g} + A_{2u} + B_{2u} + 2E_u9
SFX6\ce{SF6}OhO_hA1g+Eg+T2g+2T1u+T2uA_{1g} + E_g + T_{2g} + 2T_{1u} + T_{2u}15

Voor een lineair molecuul wordt de oneindige groep vervangen door haar ondergroep D2hD_{2h}, waarin de ontaarde buigvibratie Πu\Pi_u opsplitst in B2u+B3uB_{2u} + B_{3u}.

Lees in het hoofdstuk →