Het belangrijkste verschil tussen symmetrische en asymmetrische topmoleculen is dat symmetrische topmoleculen één juiste rotatie-as hebben en twee traagheidsmomenten die gelijk zijn aan elkaar, terwijl asymmetrische topmoleculen alle hoofdcomponenten van het traagheidsmoment verschillend hebben van elkaar.
De term symmetrische en asymmetrische topmoleculen vallen onder de classificatie van polyatomaire moleculen op basis van de vorm van de momentele ellipsoïde en de pure rotatiespectra. Over het algemeen hebben polyatomische moleculen complexe rotatiespectra. We kunnen deze moleculen in vier klassen verdelen om de spectra te interpreteren. Deze classificatie wordt gedaan op basis van de vorm van het traagheidsmoment ellipsoïde van het molecuul. De vier klassen omvatten lineaire moleculen, sferische topmoleculen, symmetrische topmoleculen en asymmetrische topmoleculen.
Wat zijn symmetrische topmoleculen?
Symmetrische topmoleculen zijn polyatomaire moleculen met één juiste rotatie-as en twee traagheidsmomenten die gelijk zijn aan elkaar. Met andere woorden, symmetrische topmoleculen hebben twee hoofdtraagheidsmomenten die gelijk zijn, terwijl de derde uniek is. We kunnen deze categorie verder onderverdelen in twee groepen als prolaat symmetrische top moleculen en oblaten symmetrische top moleculen.
Figuur 01: Vorm van CH3I-molecuul
Een voorbeeld van prolaat-symmetrische topmoleculen is CH3I. Het kan worden verkregen door een waterstofatoom uit een methaanmolecuul te vervangen door een jodiumatoom. Deze vervanging veroorzaakt de vermindering van de symmetrie van het molecuul van Td naar C3v Als we kijken naar de C3 as (of IA as), zijn de atomen die bijdragen aan de rotatie alleen de lichte waterstofatomen. Daarom is het traagheidsmoment langs deze as van het molecuul het kleinst. Er zijn twee andere assen (IB en IC) die loodrecht op deze C3-as staan en deze twee loodrechte assen zijn gelijk aan elkaar. Vandaar dat IA<IB=IC Lineaire moleculen een speciaal geval is van de prolate symmetrische topmoleculen omdat ze hebben hun IA=0. Bovendien hebben de afgeplatte symmetrische topmoleculen hun IC als de grootste as terwijl IAis gelijk aan IB Daarom kunnen we deze relatie geven als, IA=IB<I C
Wat zijn asymmetrische topmoleculen?
Asymmetrische topmoleculen zijn een soort polyatomaire moleculen waarvan alle hoofdcomponenten van het traagheidsmoment van elkaar verschillen. Met andere woorden, een molecuul wordt een asymmetrisch topmolecuul als zijn rotatie-as van hogere orde C2 is of als er geen juiste rotatie-as is. Daarom kunnen we zeggen dat dit de minst symmetrische klasse van moleculen is.
Figuur 02: Watermolecuul
Bij het beschouwen van de relatie tussen de assen van het molecuul, heeft het IA ≠ IB ≠ I C. Enkele voorbeelden van dit type moleculen zijn H2O, C2H2F 2, enz.
Wat is het verschil tussen symmetrische en asymmetrische topmoleculen?
Symmetrische en asymmetrische topmoleculen zijn twee soorten polyatomaire moleculen. Het belangrijkste verschil tussen symmetrische en asymmetrische topmoleculen is dat symmetrische topmoleculen één juiste rotatie-as en twee traagheidsmomenten hebben die gelijk zijn aan elkaar, terwijl asymmetrische topmoleculen alle hoofdcomponenten van het traagheidsmoment van elkaar verschillen. Terwijl symmetrische topmoleculen twee assen hebben die gelijk zijn aan elkaar en de andere as uniek is, hebben asymmetrische topmoleculen alle drie de assen verschillend van elkaar.
Hieronder infographic vat de verschillen tussen symmetrische en asymmetrische topmoleculen samen.
Samenvatting – Symmetrische versus asymmetrische topmoleculen
Polyatomische moleculen kunnen worden onderverdeeld in vier groepen als lineaire moleculen, sferische topmoleculen, symmetrische topmoleculen en asymmetrische topmoleculen, op basis van hun rotatiespectra. Het belangrijkste verschil tussen symmetrische en asymmetrische topmoleculen is dat symmetrische topmoleculen één juiste rotatie-as en twee traagheidsmomenten hebben die gelijk zijn aan elkaar, terwijl asymmetrische topmoleculen alle hoofdcomponenten van het traagheidsmoment van elkaar verschillen.
Afbeelding met dank aan:
1. "Joodmethaan-3D-ballen" door Benjah-bmm27 - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Watermolecuulstructuur" door AbdullahAlturki99 - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
