對稱性與群論
鏡面(mirror plane)
/ SIG-ma /
站在鏡子前,你的左右兩半會對調,可鏡中的像依然認得出是你。當一個分子存在某個平面,沿它切下去能讓一半正好是另一半的鏡像時,這個分子就有一個鏡面。把每個原子穿過該平面作反射,分子又落回自身。符號是 sigma。
化學家按鏡面相對於主軸(最高階 Cn 軸)的擺放方式給它們分類,而這些標記在你讀字符表時很重要。豎直面 sigma-v 含有主軸(它沿主軸豎立);水平面 sigma-h 與主軸垂直(像桌面一樣橫切過去);二面角面 sigma-d 是一種特殊的豎直面,它還平分兩條 C2 軸之間的夾角。水有兩個 sigma-v 面;像 BF3 這樣的平面分子既有一個 sigma-h(分子平面本身)又有若干 sigma-v 面;某些 D 型群中那些交錯的平面就是 sigma-d。
鏡面帶有實打實的化學分量。凡是擁有任何鏡面(或任何非真軸)的分子都能與自己的鏡像重合,因而不可能手性——它沒有「左右手之分」。鏡面還限制了永久偶極矩能指向何方;而在字符表裡,每個平面如何對待一個軌道或振動(反射後保持不變記 +1,符號翻轉記 -1),正是告訴你某個振動是紅外活性還是拉曼活性的那套記帳。
三氟化硼(BF3)是平面三角形。三個氟原子共處一個平面(與 C3 軸垂直的水平面 sigma-h),另有三個豎直面 sigma-v,每個都含 C3 軸和一根 B-F 鍵。
BF3 有一個 sigma-h(分子平面)外加三個 sigma-v 面。
初學者常常漏掉平面分子「自身所在的分子平面」也是一個鏡面。對一個平的分子來說,原子所在的那個平面本身就是一個 sigma——每個原子都反射到自己身上。
又稱
另見