Nøkkelforskjellen mellom symmetriske og asymmetriske toppmolekyler er at symmetriske toppmolekyler har én riktig rotasjonsakse og to treghetsmomenter som er lik hverandre, mens asymmetriske toppmolekyler har alle de viktigste komponentene i treghetsmomentet forskjellige fra hverandre.
Begrepet symmetriske og asymmetriske toppmolekyler kommer inn under klassifiseringen av polyatomiske molekyler på grunnlag av formen til den momentale ellipsoiden og de rene rotasjonsspektrene. Generelt har polyatomiske molekyler komplekse rotasjonsspektra. Vi kan dele disse molekylene inn i fire klasser for å tolke spektrene. Denne klassifiseringen er gjort basert på formen på treghetsmoment-ellipsoiden til molekylet. De fire klassene inkluderer lineære molekyler, sfæriske toppmolekyler, symmetriske toppmolekyler og asymmetriske toppmolekyler.
Hva er symmetriske toppmolekyler?
Symmetriske toppmolekyler er polyatomiske molekyler som har én riktig rotasjonsakse og to treghetsmomenter lik hverandre. Med andre ord, symmetriske toppmolekyler har to hovedmomenter av treghetsmomenter like, mens det tredje er unikt. Vi kan videre dele inn denne kategorien i to grupper som prolatsymmetriske toppmolekyler og oblatsymmetriske toppmolekyler.
Figur 01: Form på CH3I-molekyl
Et eksempel på prolatsymmetriske toppmolekyler er CH3I. Det kan oppnås ved å erstatte et hydrogenatom fra metanmolekylet med et jodatom. Denne erstatningen forårsaker reduksjon av symmetrien til molekylet fra Td til C3v Når vi vurderer C3 akse (eller IA akse), atomene som bidrar til rotasjonen er bare de lette hydrogenatomene. Derfor er treghetsmomentet minst langs denne aksen til molekylet. Det er to andre akser (IB og IC) som er vinkelrett på denne C3-aksen og disse to vinkelrette akser er lik hverandre. Derfor er IA<IB=IC Lineære molekyler et spesi altilfelle av de prolatsymmetriske toppmolekylene fordi de har deres IA=0. Dessuten har de oblate symmetriske toppmolekylene sine IC som den største aksen mens IAer lik IB Derfor kan vi gi dette forholdet som, IA=IB<I C
Hva er asymmetriske toppmolekyler?
Asymmetriske toppmolekyler er en type polyatomiske molekyler som har alle prinsipielle komponenter i treghetsmomentet forskjellige fra hverandre. Med andre ord, et molekyl blir et asymmetrisk toppmolekyl hvis dets høyere ordens rotasjonsakse er C2 eller hvis det ikke er en riktig rotasjonsakse. Derfor kan vi si at dette er den minst symmetriske klassen av molekyler.
Figur 02: Vannmolekyl
Når man vurderer forholdet mellom aksene til molekylet, har det IA ≠ IB ≠ I C. Noen eksempler på denne typen molekyler inkluderer H2O, C2H2F 2 osv.
Hva er forskjellen mellom symmetriske og asymmetriske toppmolekyler?
Symmetriske og asymmetriske toppmolekyler er to typer polyatomiske molekyler. Den viktigste forskjellen mellom symmetriske og asymmetriske toppmolekyler er at symmetriske toppmolekyler har en riktig rotasjonsakse og to treghetsmomenter som er like med hverandre, mens asymmetriske toppmolekyler har alle hovedkomponentene i treghetsmomentet forskjellige fra hverandre. Mens symmetriske toppmolekyler har to akser lik hverandre og den andre aksen er unik, har asymmetriske toppmolekyler alle tre aksene forskjellige fra hverandre.
Infografikken nedenfor oppsummerer forskjellene mellom symmetriske og asymmetriske toppmolekyler.
Sammendrag – symmetriske vs asymmetriske toppmolekyler
Polyatomiske molekyler kan deles inn i fire grupper som lineære molekyler, sfæriske toppmolekyler, symmetriske toppmolekyler og asymmetriske toppmolekyler, basert på deres rotasjonsspektra. Den viktigste forskjellen mellom symmetriske og asymmetriske toppmolekyler er at symmetriske toppmolekyler har én riktig rotasjonsakse og to treghetsmomenter som er like med hverandre, mens asymmetriske toppmolekyler har alle hovedkomponentene i treghetsmomentet forskjellige fra hverandre.
Bilde:
1. "Iodomethane-3D-balls" Av Benjah-bmm27 - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Water Molecule Structure" av AbdullahAlturki99 - Eget arbeid (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
