STEREOCHIMICA DUE CONCETTI FONDAMENTALI CHIRALITA’ STEREOGENICITA’ SIMMETRIA

VALUTAZIONE DELLA SIMMETRIA La molecola deve essere rappresentata da un modello molecolare ICONICO, che ha la forma della molecola ma non le sue dimensioni né le sue funzioni Il modello molecolare deve essere rigido ed immutabile

Un oggetto finito (la nostra molecola rigida) possiede un elemento di simmetria se eseguendo un’operazione di simmetria si ottiene un arrangiamento del tutto indistinguibile dall’originale. VALUTAZIONE DELLA SIMMETRIA

ELEMENTI DI SIMMETRIA Elementi di simmetriaOperazioni di simmetriaSimbolo Asse di rotazione semplice o asse proprio Rotazione CnCn Piano di Simmetria Riflessione  Asse di roto- riflessione o asse improprio Rotazione/riflessione SnSn Centro di inversione Inversione i

Asse di Rotazione Semplice o Asse Proprio C n 1<n<∞ Un asse di rotazione proprio (C n ) è un asse che passa per l’oggetto in esame, tale per cui una rotazione di 360°/n intorno a quell’asse fornisce un arrangiamento dell’oggetto indistinguibile dall’originale C2C2 C6C6 C∞C∞ C1C1 C3C3 C4C4 Asse di ordine maggiore: Asse principale

Piano di Riflessione σ Un piano di riflessione (σ) è un piano che divide l’oggetto in modo che la metà del modello da una parte del piano si riflette esattamente nell’altra metà dall’altra parte del piano 1σ1σ 2σ2σ4σ4σ 7σ7σ 1 + ∞σ

Relazione tra gli elementi di simmetria C2C2 vv C6C6 hh.

Asse di roto-riflessione S n Un asse di roto-riflessione (S n ) è la combinazione di due operazioni distinte: rotazione rispetto ad un asse C n seguita da una riflessione attraverso un piano σ h rispetto all’asse stesso Acido tartarico meso S 2 corrisponde a i

Spirano di Mc Casland Asse di roto-riflessione S n S4S4

Centro di Inversione i Un centro di inversione (i) è un punto di una molecola tale per cui muovendosi su una retta in direzioni opposte partendo da quel punto si incontrano gli stessi atomi ad uguali distanze Acido tartarico meso Ferrocene sfalsato i nel vuotoi su un legame i su un atomo

Centro di Inversione i

Relazione tra gli assi e piani di simmetria Se una molecola ha n piani di simmetria che si intersecano con un angolo di 180°/n avrà anche un asse C n co-lineare con l’intersezione Se una struttura ha n assi C 2 che si intersecano a angoli di 180°/n allora avrà anche un asse C n perpendicolare ai C 2 che passa sempre per l’intersezione C2C2 3 piani  1 asse C 3 2 piani  1 asse C 2 6 assi C 2 1 asse C 6 3 assi C 2 1 asse C 3

GRUPPI PUNTUALI Le varie combinazioni possibili sono state codificate in gruppi di elementi di simmetria che sono detti gruppi puntuali o gruppi di punto. Elementi di simmetria del primo ordine (C n ) Elementi di simmetria del secondo ordine (σ, S n, i)

Gruppi puntuali chirali Gruppo C 1 Elementi 1 C 1 - Molecole asimmetriche 1. Solo elementi di simmetria del primo ordine

Gruppi puntuali chirali Gruppo C n Elementi 1 C n (n>1) - Molecole dissimmetriche Raro per n> 2 C2C2 Elementi 1 Cn (n>1)

Gruppi puntuali chirali Gruppo C n Elementi 1 C n (n>1) - Molecole dissimmetriche

Gruppi puntuali chirali Gruppo D n (n>1) (DIEDRO ) Molecole dissimmetriche D2D2 D3D3 Elementi: 1 C n + nC 2 (n>2) n=2: no asse principale Alleni, bifenili, spirani..

Gruppi puntuali achirali Gruppo C S Elementi: solo 1σ (nessun Cn) = S 1 Ogni gruppo puntuale con uno o più elementi , i, S n è achirale Elementi di simmetria del secondo ordine

Gruppi puntuali achirali Gruppo S n elementi: 1 S n n = 2 : Gruppo S 2 = C i Solo un centro di inversione

Gruppi puntuali achirali Gruppo S n : elementi: 1 S n n pari >2 non ci sono σ o i S4S4 Gruppi puntuali achirali

Gruppo C nv Elementi 1 C n + nσ v C 2v C 3v Gruppi puntuali achirali 3v3v

Gruppo C nh Elementi 1 C n + 1 σ h (per n=pari c’è anche i) Gruppi puntuali achirali C 2h Corrisponde a S2

Gruppo D nd Elementi 1 C n +nC 2 +nσ d (per n=dispari c’è anche i) Gruppi puntuali achirali D 2d : 2C 2 con 2  che si intersecano lungo l’asse principale C 2 (verticale)

Gruppo D nh Elementi 1 σ h + nσ v + 1 C n + nC 2 Gruppo ad altissima simmetria D 2h D 6h D 3h D 4h D ∞h Gruppi puntuali achirali D 5h D 6h

Gruppi puntuali achirali TdTd TdTd OdOd OdOd Tetraedrico T Ottaedrico O Icosaedrico I Ottaedrico Icosaedro: 20 facce a triangolo equilatero Dodecaedro: 12 facce a pentagono regolare : I h : dodecaedrano, buckminsterfullerene

Gruppi Puntuali Principali Gruppi ChiraliGruppi Achirali Tipo di gruppo ElementiTipo di gruppo Elementi C1C1 Nessun elemento di simmetria (asimmetrico CsCs σ CnCn C n (n>1) (dissimmetrico) SnSn S n (n pari) DnDn C n n C 2 (dissimmetrico) C nv C n, n σv C nh C n, σh D nd C n, n C 2, n σn D nh C n, n C 2, n σn, σh TdTd 4 C 3, 3 C 2, 6 σ OhOh 3 C 4, 4 C 3, 6 C 2, 9 σ IhIh Tutti gli elementi di simmetria