Макет страницы
конфигурации имеют не только такие молекулы, как метан, у которых конфигурации могут взаимообращаться при инверсии молекулы, но также довольно часто и в таких молекулах, как этан (Н3ССН3), когда взаимообращение конфигураций может происходить посредством кручения одной части молекулы относительно другой. Имеются и другие, редко встречающиеся способы взаимообращения симметрически-эквивалентных форм, как это будет показано на примере молекулы этилена.
Для того чтобы различать разные симметрически-эквивалентные ядерные конфигурации молекулы, надо пронумеровать одинаковые ядра. Пронумеровав ядра молекулы в равновесной конфигурации, можно найти число симметрически-эквивалентных
Рис. 9.2. Две симметрически-эквивалентные равновесные ядерные конфигурации молекулы метана с различной нумерацией протонов.
Фирма (а) называется Л-формой (левого вращения), поскольку поворот 1 -»2 -»3 получается при вращении против часовой стрелки, если смотреть в направлении С -> Hi, а форма (Ь) называется С-формой (правого вращения).
ядерных конфигураций для данной равновесной конфигурации, определив, сколько различно пронумерованных форм молекулы можно получить перестановкой номеров ядер с инверсией и без инверсии молекулы. Различно пронумерованные формы — это такие формы, взаимообращение которых нельзя получить простым поворотом молекулы в пространстве, а только при деформации молекулы с переходом через потенциальный барьер.
Для молекулы метана имеются только две симметрически-эквивалентные равновесные конфигурации, что можно показать, пронумеровав протоны (см. рис. 9.2). Назовем формы (а) и (Ь) на рис. 9.2 соответственно Л-формой (левого вращения) и С-формой (правого вращения), поскольку, если смотреть в направлении С->Н4, в Л (С)-форме последовательность 1 —»- 2 —»- 3 получается при вращении против часовой стрелки (по часовой для С).
Следующий пример конфигурационного вырождения представляет молекула этилена, рассмотренная в гл. 1 и 2. Нумеруя протоны числами от 1 до 4, а ядра углерода — цифрами 5 и 6, видим, что в основном электронном состоянии молекулы этилена имеется всего 12 различно пронумерованных форм (схематически
(Ь)