Einführung in die
Molekülsymmetrie

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Ganz unbewußt nehmen Sie im täglichen Leben bestimmte Dinge (Gegenstände, Bilder) als mehr oder weniger regelmäßig in ihrer Form, mit mehr oder weniger angenehmen Proportionen wahr, sehen in ihnen eine harmonische Anordnung oder periodische Wiederholung ihrer Strukturelemente. Sie empfinden sie als mehr oder weniger symmetrisch. Der Begriff „Symmetrie'' und dessen mathematische Anwendung ist für die Naturwissenschaften ein wichtiges Hilfsmittel zur Vereinfachung und qualitativen Erklärung vieler Probleme.
In der Chemie haben Symmetriebetrachtungen in den letzten Jahren steigende Bedeutung erlangt. Besonders bei der Untersuchung der Struktur der Materie ist eine der vordringlichsten Fragen die nach den räumlichen Beziehungen der Atome in einem Molekül bzw. der Moleküle in einem Kristall.
Typische Problemstellungen in der Chemie, zu deren Lösung Symmetriebetrachtungen herangezogen werden, sind:

  • die optische Aktivität — Voraussetzung für das Auftreten optisch aktiver Moleküle und Kristalle ist das Fehlen bestimmter Symmetrieeigenschaften
  • die Spektroskopie — das Auftreten oder Ausbleiben von Linien oder Banden in den Spektren hängt von der Symmetrie der miteinander kombinierenden Zustände ab
  • die Quantenchemie — die Atom- und Molekülorbitale weisen bestimmte Symmetrien auf. Durch Symmetriebetrachtungen können quantenchemische Berechnungen beträchtlich vereinfacht werden
  • die Dipolmomente — in symmetrisch angeordneten Molekülen können sich einzelne Bindungsmomente gegenseitig kompensieren, so daß das Auftreten oder Nichtauftreten von Dipolmomenten und deren Richtung aus Symmetriebetrachtungen abgeleitet werden kann
  • die Kristallstrukturanalyse — die Symmetrie der Kristalle legt die auftretenden Röntgenbeugungen fest.
Daneben spielen Symmetriebetrachtungen aber auch für die Entscheidung relativ einfacher Fragen wie des Erkennens der Anzahl isomerer Substitutionsprodukte in einem Molekül eine Rolle.
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