Zum Inhaltsverzeichnis
Zurück zum Haupttext
Die Symmetrien Dnh sind überaus häufig und ästhetisch sehr ansprechend. Wir betrachten der Reihe nach einige typische Situationen.
Die Punktgruppe D2h
Die D2h-Symmetrie nimmt eine Sonderstellung
ein, weil sich hier die Hauptachse nicht durch eine Zähligkeit > 2
von den Nebenachsen unterscheidet. Zu den wichtigen Beispielen gehören
z.B. das Ethen und das Oxalat-Ion. Unter den kondensierten Aromaten haben
etliche D2h-Symmetrie. Dazu gehören die besonders
wichtigen, nämlich Naphthalin
C10H8 (Abb. links, Molekül links) und Anthracen
C14H10 (Abb. links, Molekül rechts), während
das zum Anthracen isomere und stabilere Phenanthren (Abb. rechts) eine
geringere Symmetrie besitzt.
Sternmoleküle
Sternmoleküle haben um ein Zentralatom herum einbindige, also radial
orientierte Gruppen. Die wichtigsten Beispiele sind Bortrifluorid
BF3 und Xenontetrafluorid XeF4, das Carbonat-Ion
CO32- und das Nitrat-Ion NO3-.
Zu diesem Typ gehören auch die quadratisch-planaren d8-Komplexe
ML4, wo L ein Halogen oder der Cyano-Ligand ist, wie z.B.
[Ni(CN)4]2-, [PtCl4]2- und
[AuCl4]-.
Bipyramidale Moleküle
Das Urbeispiel bipyramidaler Moleküle ist das Phosphorpentafluorid
PF5. Hierher gehören auch das Iodheptafluorid IF7
und das Pentacarbonyleisen Fe(CO)5 (honiggelbe Flüssigkeit,
Sdp. 102 °C, chemisch robust, billig, auch bemerkenswert als
leichtflüchtige Eisen-Verbindung). Nahe verwandt ist der Strukturtyp solcher
Spezies, die auf beiden Seiten einer Spiegelebene das gleiche Fragment von
Cnv-Symmetrie besitzen. Viele Metall-Ionen bilden Komplexe
des Typs [X3M(µ-X)3MX3] wie z.B.
[Cr2Cl9]3- mit zwei
flächenverknüpften Oktaedern. In der Chemie der Metallcarbonyle
bietet das Fe2(CO)9 eine verblüffend
ähnliche Struktur.
Polygonale Moleküle
Eine fundamental wichtige Klasse sind die Hückel-Kohlenwasserstoff-Spezies
C3H3+,
C4H42-,
C5H5-,
C6H6, C7H7+ und
C8H82-. Diese polygonalen Spezies haben
eine Dnh-Symmetrie. Sie sind vergleichsweise ungewöhnlich
stabil, was mit dem Vorliegen einer "magischen"
Anzahl von 2, 6 oder 10 π-Elektronen zusammenhängt. Unter diesen
Spezies befindet sich das Urbild einer aromatischen Verbindung, das Benzol
C6H6. [Anmerkung: Die Chemie der Cyclopropenium-Ionen
und der Cyclobutadien-Anionen ist an sehr einschränkende Bedingungen
gebunden, auf die wir in diesem Rahmen nicht eingehen.]
Sandwich-Moleküle
Dnh-Symmetrie haben auch das Ferrocen
Fe(C5H5)2 (orangefarbene Kristalle, Schmp.
173 °C thermische Zersetzung > 500 °C, entdeckt 1951/52), das
analoge Bis(benzol)chrom Cr(C6H6)2
(grünschwarze Kristalle, sehr luftempfindlich, ein Komplex des
Chrom(0)) und das Uranocen U(C8H8)2
(grüne Kristalle, ein Komplex des Uran(IV) mit mehr ionischer Bindung).
Der Nobel-Preis für Ernst Otto Fischer und Geoffrey Wilkinson im Jahr
1973 würdigte die sensationelle Entdeckung der beiden erstgenannten
Komplexe und die daraus erwachsene metallorganische Komplexchemie.