若物体含有一个对称面,那么在对称面一侧的每一点,都可在对称面的另一侧找到它的对应点。另一种特殊情况是物体本身是一个平面物体,被包含在对称面内,则平面上每一点与自己对应。
例如:分子,两个B原子,与四个H原子在平面内与自己对应,与在平面上下互相对应。对称面可用符号表示,平面又可分为水平平面,垂直平面,平分平面平面反映两次,等于恒等元素(不动),,反映也可用一矩阵表示,如过原点平面的反映:
具有对称心i的分子
具有对称面σ的分子
3.对称心和反演操作
分子若有对称心,从分子中某个原子到对称心联一直线,在其反向廷长线上等距离处,必有一个相同原子。反演操作就是第一个原子通过对称心反演到第二个原子上的操作。由于每个原子通过对称心反演可找到另一个原子,所以除了对称心上的原子外,其它原子是成对出现的。反演时,除了对称心上的原子不动外,其它原子全部两两互换到新的位置,分子保持不变。
对称中心用符号I表示,若位于坐标原点在三维空间它的矩阵为
当反演操作进行偶次时,相当于恒等操作
(n为奇数)
4.映转轴和旋转反映
映转轴也称为非真轴,与它联系的对称操作是旋转n次轴再平面反映,两个动作组合成一个操作。如甲烷分子,一个经过C原子的四次映转轴,作用在分子上,氢原子1旋转到1’的位置后,经平面反映到H4的位置,同时H2旋转到2’的位置再反映到H3的位置……整个分子图形不变,n次映转轴可用符号Sn来表示,即旋转α角度()再平面反映。
这样
即只有是独立的点群,其余Sn可化为或有些教科书定义的是反轴In,即先进行旋转再进行反演的联合操作。与Sn点群相同,也只有是独立点群。它们之间既有联系,又相互包含,故只需选择一套就够了,对分子多用Sn群,对晶体多用In群。Sn群与In群的关系如下:
具有映轴S4的分子