對稱性與點群
旋轉反演軸(rotoinversion axis)
旋轉反演軸是一個兩步驟的組合動作:先把物體轉過一個固定角度,緊接著再通過軸上一點做反演。單看任一步都不是物體的對稱,但兩步合起來就是。可以把它想成一口氣完成的「一轉一翻」,即使單純的旋轉辦不到,這個組合卻能把每個原子送到一模一樣的原子上。
在國際記號裡寫作 n-bar(在數字上加一橫):1-bar、2-bar、3-bar、4-bar、6-bar。其中有幾個其實是老朋友的化身。1-bar(轉 360 度再反演)就是反演中心。2-bar(轉 180 度再反演)恰好是一個垂直於軸的鏡面。6-bar 等於一根三重軸加上一個橫跨的鏡面(寫作 3/m)。只有 4-bar 和 3-bar 帶來真正無法用更簡單方式得到的新操作。旋轉反演是「非真」操作:它們反轉手性,所以任何含有它的晶體都不可能有手性。
這五個旋轉反演軸,連同五個真旋轉軸,正是組裝全部 32 個晶體學點群所用的十個基石操作。熊夫利系統偏好一個近親,旋轉反射(先轉再反射,符號 S-n),所以同一個物理對稱在兩種記號裡會得到不同的標籤,轉換時值得記住。
4-bar 軸:先轉 90 度,再反演。像甲烷這樣的四面體分子擁有 4-bar 軸,儘管它本身既沒有單純的四重軸,也沒有反演中心。
旋轉反演 n-bar 先轉 360/n 度再反演,是單一個「非真」操作。
2-bar 是鏡面、1-bar 是反演中心,所以真正值得當成獨立新東西記住的旋轉反演,其實只有 3-bar 和 4-bar。
又稱
另見