분자 대칭

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분자 대칭(分子 對稱, molecular symmetry)은 분자에 존재하는 대칭성과 그 대칭성에 따른 분자의 분류를 설명하는 화학 개념입니다. 분자 대칭은 쌍극자 모멘트의 유무, 허용되는 분광학적 전이와 같은 분자의 화학적 성질을 예측하고 설명하는 데 사용될 수 있습니다.
분자 대칭의 핵심 요소:

• 대칭 요소 (Symmetry element): 대칭 조작의 기준이 되는 점, 선, 면입니다.
• 회전축 (Rotation axis, Cn): 분자를 특정 각도 (360°/n)만큼 회전시켰을 때 원래 모습과 동일하게 만드는 축입니다.
• 거울면 (Mirror plane, σ): 분자를 반사시켰을 때 원래 모습과 동일하게 만드는 면입니다. 주축에 수직인 거울면은 σh, 주축을 포함하는 거울면은 σv로 표시합니다.
• 반전 중심 (Inversion center, i): 분자의 중심을 기준으로 각 점을 반대 방향의 같은 거리로 이동시켰을 때 원래 모습과 동일하게 만드는 점입니다.
• 회반축 (Improper rotation axis, Sn): 회전 후 회전축에 수직인 평면에 반사시켰을 때 원래 모습과 동일하게 만드는 축입니다.
• 대칭 조작 (Symmetry operation): 대칭 요소를 기준으로 분자를 이동시켜 원래의 위치와 구별 불가능한 위치로 옮기는 조작입니다.
• 회전 조작 (Rotation operation, Cn): 360°/n 만큼 시계 반대 방향으로 회전하는 조작입니다.
• 반사 조작 (Reflection operation, σ): 거울면 σ를 기준으로 분자를 대칭시키는 조작입니다.
• 반전 조작 (Inversion operation, i): 대칭점을 기준으로 분자의 각 점을 반대편으로 이동시키는 조작입니다.
• 회반 조작 (Improper rotation, Sn) : 회전 후 반사하는 조작
• 항등 조작 (Identity operation, E): 아무런 조작도 하지 않는 것을 나타냅니다. (모든 분자가 가짐)

• 분자의 성질 예측: 분자의 극성, 쌍극자 모멘트, 광학 활성 등 화학적 성질을 예측할 수 있습니다.
• 화학 반응 예측: 분자의 대칭성은 반응 메커니즘과 반응 속도에 영향을 미칩니다.
• 분광학적 분석: 분자의 진동, 회전, 전자 전이 등을 이해하고 분광 스펙트럼을 해석하는 데 도움을 줍니다.
• 결정 구조: 고체 상태에서 분자의 배열 및 결정 구조를 이해하는 데 중요합니다.