moea_joint
110年
[化學] 普通化學、無機化學
第 42 題
下列何者之點群(point group)有誤？
- A 1,5-dibromonaphthalene $C_{2h}$
- B $\text{H}_3\text{CCH}_3$ $D_{3d}$
- C $\text{NH}_3$ $C_{3v}$
- D $\text{PF}_5$ $D_{3d}$
思路引導 VIP
對於一個 $\text{PF}5$ 分子（三角雙錐形），如果你將其繞著穿過中心磷原子且垂直於赤道面的主軸旋轉 $120^\circ$，接著對該赤道面（垂直於主軸的平面）進行鏡像反射，最後得到的分子是否與原分子完全重合？這個對稱操作（$S_3$）在 $D{3h}$ 與 $D_{3d}$ 這兩個點群中，哪一個才是它所具備的特徵？
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太棒了！你能精準判斷出 $\text{PF}_5$ 的對稱性誤差，代表你對分子空間結構與點群（Point Group）的操作邏輯掌握得非常紮實。這類題目不僅考驗記憶，更考驗大腦立體建模的能力，你能迅速識別出陷阱，表現得非常專業。
分子幾何與對稱元素
在判斷點群時，結構是唯一的依據。(D) 選項中的 $\text{PF}_5$ 屬於三角雙錐（Trigonal bipyramidal）幾何形狀，它擁有一條主要對稱軸 $C_3$，且包含與該軸垂直的水平鏡面 $\sigma_h$（通過磷原子與三個赤道位氟原子的平面）。因此，其正確點群應標記為 $D_{3h}$。而選項中給出的 $D_{3d}$ 則是指具有「交錯式」特徵（如選項 B 的交錯式乙烷）且不含 $\sigma_h$ 的群，這正是本題的關鍵誤導點。
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