Der Hauptunterschied zwischen symmetrischen und asymmetrischen Top-Molekülen besteht darin, dass symmetrische Top-Moleküle eine richtige Rotationsachse und zwei Trägheitsmomente haben, die zueinander gleich sind, während asymmetrische Top-Moleküle alle Hauptkomponenten des Trägheitsmoments unterschiedlich haben voneinander.
Die Begriffe symmetrische und asymmetrische Spitzenmoleküle fallen aufgrund der Form des Momentellipsoids und der reinen Rotationsspektren unter die Klassifikation der mehratomigen Moleküle. Im Allgemeinen haben mehratomige Moleküle komplexe Rotationsspektren. Wir können diese Moleküle in vier Klassen einteilen, um die Spektren zu interpretieren. Diese Klassifizierung erfolgt anhand der Form des Trägheitsellipsoids des Moleküls. Die vier Klassen umfassen lineare Moleküle, kugelförmige Spitzenmoleküle, symmetrische Spitzenmoleküle und asymmetrische Spitzenmoleküle.
Was sind symmetrische Top-Moleküle?
Symmetrische Spitzenmoleküle sind mehratomige Moleküle mit einer richtigen Rotationsachse und zwei gleichen Trägheitsmomenten. Mit anderen Worten, symmetrische obere Moleküle haben zwei Hauptträgheitsmomente, die gleich sind, während das dritte einzigartig ist. Wir können diese Kategorie weiter in zwei Gruppen unterteilen, nämlich gestreckte symmetrische Spitzenmoleküle und abgeflachte symmetrische Spitzenmoleküle.
Abbildung 01: Form des CH3I-Moleküls
Ein Beispiel für gestreckte symmetrische Spitzenmoleküle ist CH3I. Es kann erh alten werden, indem ein Wasserstoffatom aus dem Methanmolekül durch ein Jodatom ersetzt wird. Dieser Ersatz bewirkt die Verringerung der Symmetrie des Moleküls von Td zu C3v Wenn wir das C3 betrachten Achse (oder IA-Achse) sind die Atome, die zur Drehung beitragen, nur die leichten Wasserstoffatome. Daher ist das Trägheitsmoment entlang dieser Achse des Moleküls am kleinsten. Es gibt zwei weitere Achsen (IB und IC), die senkrecht zu dieser C3-Achse und diesen beiden stehen senkrechte Achsen sind einander gleich. Daher ist IA<IB=IC Lineare Moleküle sind ein Sonderfall der gestreckten symmetrischen oberen Moleküle, weil sie haben ihre IA=0. Darüber hinaus haben die abgeflachten symmetrischen oberen Moleküle ihre IC als größte Achse, während IAgleich IB Daher können wir diese Beziehung angeben als: IA=IB<I C
Was sind asymmetrische Top-Moleküle?
Asymmetrische obere Moleküle sind eine Art von mehratomigen Molekülen, bei denen alle Hauptkomponenten des Trägheitsmoments voneinander verschieden sind. Mit anderen Worten, ein Molekül wird zu einem asymmetrischen Top-Molekül, wenn seine Rotationsachse höherer Ordnung C2 ist oder wenn es keine eigene Rotationsachse gibt. Daher können wir sagen, dass dies die am wenigsten symmetrische Klasse von Molekülen ist.
Abbildung 02: Wassermolekül
Wenn man die Beziehung zwischen den Achsen des Moleküls betrachtet, hat es IA ≠ IB ≠ I C. Einige Beispiele für diese Art von Molekülen sind H2O, C2H2F 2 usw.
Was ist der Unterschied zwischen symmetrischen und asymmetrischen Top-Molekülen?
Symmetrische und asymmetrische Top-Moleküle sind zwei Arten von mehratomigen Molekülen. Der Hauptunterschied zwischen symmetrischen und asymmetrischen oberen Molekülen besteht darin, dass symmetrische obere Moleküle eine richtige Rotationsachse und zwei Trägheitsmomente haben, die zueinander gleich sind, während asymmetrische obere Moleküle alle Hauptkomponenten des Trägheitsmoments voneinander unterscheiden. Während symmetrische Top-Moleküle zwei gleiche Achsen haben und die andere Achse einzigartig ist, haben asymmetrische Top-Moleküle alle drei Achsen voneinander verschieden.
Die folgende Infografik fasst die Unterschiede zwischen symmetrischen und asymmetrischen Top-Molekülen zusammen.
Zusammenfassung – Symmetrische vs. asymmetrische Top-Moleküle
Mehratomige Moleküle können basierend auf ihren Rotationsspektren in vier Gruppen als lineare Moleküle, kugelförmige Spitzenmoleküle, symmetrische Spitzenmoleküle und asymmetrische Spitzenmoleküle eingeteilt werden. Der Hauptunterschied zwischen symmetrischen und asymmetrischen oberen Molekülen besteht darin, dass symmetrische obere Moleküle eine richtige Rotationsachse und zwei Trägheitsmomente haben, die zueinander gleich sind, während asymmetrische obere Moleküle alle Hauptkomponenten des Trägheitsmoments voneinander unterscheiden.
Image Courtesy:
1. „Jodmethan-3D-Kugeln“von Benjah-bmm27 – Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. „Water Molecule Structure“von AbdullahAlturki99 – Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia
