ing. Group Theory

Molekül geometrisi ilk kimya derslerinden itibaren karşımıza çıkan özellikle geometri sevenler için uğraşması zevkli bir konu olmuştur. Molekül içi bağ açılarını hesaplamakla başlayıp simetri kavramının öğrenilmesiyle bileşiklerin nokta gruplarını bulma çabası kimyasal yapılara olan bakış açımızı bir hayli genişletmiştir. PCl₅, H₂O gibi basit yapılarla başlayan geometrik macera, daha karmaşık moleküllere kadar ilerlemiş, bazı yapıların ne kadar karmaşık olsa da basit moleküllerle büyük bir benzerlik gösterdiğini görmemizi sağlamıştır. Nokta grupları sayesinde, moleküllerin geometrik benzerlikleri göz önünde bulundurularak sınıflandırılabileceklerini gördük. Bu öğrenilenler beraberinde de birçok soruyu getirdi. Bunlardan belki de en önemlisi şuydu; molekülleri geometrik yapılarını bulduk, dahası onları bu özelliklerine göre sınıflandırdık, peki şimdi ne olacak? Bunlar ne işimize yarayacak? Soruyu biraz daha bilimsel hale dönüştürürsek; moleküllerin geometrik şekilleri bize bu yapılar hakkında bilgi verir mi? Bu sorunun cevabı hayır ise tüm bu yapılanlar zevkli bir hobiden öteye gitmeyecekti. Ama neyse ki cevap evet. Evet, moleküllerin geometrik şekilleri onların birçok gizli sırrını ortaya çıkarmamızı sağlar ve Grup Teorisi sayesinde bize birçok konuda yardımcı olur. Kabul ediyorum birçok konu diyerek işin kolayına kaçtım. Örnek verecek olursak bileşıklerin spektroskopik özellikleri, molekül orbitalleri gibi konularda Grup Teorisi bizi aydınlatır. Bunu yaparken de kullandığı sadece molekülün yapısıdır. Tabi şunu belirtmekte de yarar var. Grup Teorisi bilinmeyen bir özelliği ortaya çıkarmaktan daha çok deneysel olarak bulunan sonuçları teorik olarak açıklamak için kullanılmıştır. Yani labınızda uğraştınız ve birtakım sonuçlar elde ettiniz. Bunları daha anlamlı kılabilmek için Grup Teorisine başvurdunuz. Grup Teorisi size deneysel sonuçlarla uyumlu bilgi veriyorsa koltuğunuza rahatça yaslanabilirsiniz.
Bir de şu şekilde düşünelim; elimizdeki molekülün iki görünüşünden bahsedebiliriz. Birisi, dış görünüşü diyebileceğimiz geometrik yapısı, yani molekülü oluşturan atomların uzaydaki dizilimleri, diğeri ise iç görünüşü diyebileceğimiz öteleme, dönme ve titreşim hareketleri sonucu ortaya çıkan spektroskopik görünümleri ve molekül orbitaleri gibi özellikleridir. Grup Teorisi, molekülün az önce bahsettiğim iç ve dış dünyası arasındaki bir köprüdür, onun sayesinde molekülün dış özelliğini delil olarak kullanıp iç dünyasına daha kolay girebilir, iç özellikleri hakkında ön tahminde bulunabiliriz. Bunun için öncelikle moleküllerin dış dünyasını öğrenmekte fayda var.

Birçok hikaye* ve efsaneye konu olan bu nokta grubunun karakter tablosu aşağıda verilmiştir.

ing. Symmetry elements

Simetri elemanları, bileşikleri simetrilerine göre sınıflandırmamız için yardımcı olan geometrik kavramlardır.

---------------------------------------------------------------------
C : simetri ekseni, eksen etrafında dönme

σ : simetri düzlemi, düzlem etrafında yansıma hareketi

S : yansımalı dönme, simetri ekseni etrafında yapılan dönmeden sonra bu eksene dik bir düzlem etrafında yapılan yansıma hareketi. (C + σ, C σ'ye diktir.)

i : nokta elemanı, nokta etrafında evirme(= inversion) hareketi
---------------------------------------------------------------------

Bu dört eleman kullanılarak, bileşik üzerinde simetri işlemleri yapılarak bileşikler sınıflandırılabilirler.