'Symmetri' er et ret generaliseret koncept. Det er ikke så meget eksistensen af symmetri i et molekyle, men meget mere hvilken type symmetri vi støder på.
Fra geometriklasser skal du huske at der er planer og centre for symmetri. Ved siden af disse betragtes rotationsakser, identiteten og mere eksotiske ting som forkert rotation som elementer i symmetri i gruppeteori - i en nøddeskal, den del af udvidet kemi, der diskuterer symmetri og dens effekter. Fra at kende nogle symmetrielementer i et molekyle kan du udlede andre, men det er ikke for relevant her.
Det vigtige punkt er den effekt som symmetrien har på dit molekyle. Alt, hvad der kan repræsenteres som en vektor - især ladningsseparationen i en dipol - skal omdannes til sig selv, uanset hvilket element af symmetri du anvender.
I tilfælde af $ \ ce {CF4} $, indeholder molekylet ikke kun et antal symmetriplaner (ikke to eller fire, men seks på grund af det billede, bon viste). Disse fly genererer også et centrum for symmetri . Og den eneste vektor, der kan omdannes til sig selv ved et symmetricenter er nulvektoren, hvilket igen betyder, at et dipolmoment kun kan være nul - deraf et ikke-polært molekyle.
I $ \ ce {CHF3} $, møder vi pludselig reduktionen af symmetri, som allerede er tydelig i dine flade tegninger, men kun virkelig diskuterbar med 3D-modellen. I en nøddeskal mister du tre af de seks symmetriplaner og også centrum for symmetri, de skabte. De tre resterende symmetriplaner deler en fælles akse - den, der også indeholder $ \ ce {C-H} $ - obligationen. Og en vektor, der peger i den samme eller den modsatte retning som denne akse vil blive omdannet til sig selv. Så du har tilstrækkelig reduktion i symmetri til at tillade et dipolmoment, hvilket skaber et polært molekyle.
Forenklet betyder det, at alle molekyler , der indeholder mere end en type atom og ikke indeholder et symmetricenter er polar (til en vis grad). Imidlertid ofte - især i tilfælde af kulbrinter med en forskel i elektronegativitet på kun $ 0,4 $ - er polariteten så svag, at molekylerne kan betragtes som ikke-polære.