عناصر وعمليات التماثل

التماثل يستخدم بشكل دائم في حياتنا اليومية، فعندما نرسم منظرا لتحفة قديمة أو ما شابه ذلك، نحاول جعل الجانب الأيمن مشابها للجانب الأيسر، وقد نقوم بنسخ أحدهما لرسم الآخر بشكل مماثل تماما. وهذه هي نفس الفكرة عند دراسة التماثل في الجزيئات، فقد تكون هناك جزيئات متماثلة بحيث يكون الجانب الأيمن مشابها تماما للجانب الآخر، ولكن قد لا يكون كذلك .

ويعد معرفة تماثل الجزيئات والمركبات أساسا أساسيا عند القيام بدراسة النشاط الكيميائي أو التركيب الإلكتروني أو الطيف للجزيئات والمركبات، وعند وصف الشكل الفراغي للجزيئات يتم استخدام رموز مختصرة لتعبير عن تماثل تلك الجزيئات .

لقد وصف المتخصصون في علم المطياف (Spectroscopists) التذبذبات الجزيئية برموز تماثل منذ سنوات عديدة، وأصبحت التطبيقات الحديثة للطرق الطيفية المستخدمة لتحديد التركيب الجزيئي تتطلب معرفة تماثل تلك الجزيئات، وسندرس تماثل الجزيء المنفرد (Isolated molecule) الذي يوصف بما يعرف بنقطة التماثل (Symmetry point) أو نقطة المجموعة (Point group) .

عناصر التماثل

يطلق على محور التماثل الدوراني باللغة الإنجليزية اسم `Rotation axis of symmetry`. وهو الخط الذي يمر بمركز البلورة عند دورانها حوله. عندما يظهر وجه أو حرف في البلورة مرتين أو أكثر، بحيث يتخذ موضعا مشابها لموضع الوجه الأول في الدورة الكاملة التي تساوي 360 درجة. يطلق على محور التماثل اسم `ثنائي التماثل` نظرا لتكرار ظهور الوجه على البلورة كل 180 درجة في الدورة الكاملة. إذا ظهر الوجه كل 120 درجة وتكرر وضع البلورة ثلاث مرات في الدورة الواحدة، فإن المحور يسمى `ثلاثي التماثل`. وفي حالة ظهور الوجه مرة كل 90 درجة، وتكرر وضع البلورة أربع مرات خلال 360 درجة، يسمى المحور `رباعي التماثل`.

عند تكرار وضع البلورة ست مرات في حالة المحور سداسي التماثل، يجب الإشارة إلى عدم وجود محور خماسي أو سباعي التماثل. فالأشكال ذات التماثل الثنائي والثلاثي والرباعي والسداسي يمكن أن تتكرر في الفراغ دون ترك أي فجوات أو مسافات محددة بينها، بينما الأشكال الخماسية والسباعية والثمانية تتكرر وتترك مسافات وفجوات غير منتظمة وفقا للترتيب الثلاثي الأبعادي للوحدات البنائية في الفراغ. يطلق على مستوى التماثل اسم “مستوى التماثل” بالإنجليزية .

مستوى التماثل

يُسمى مستوى التماثل بالإنجليزية (Plane of symmetry) ويُرمز له بالرمز (م)، وهو المستوى الذي يقسم البلورة إلى نصفين متطابقين تمامًا، وفي حال وضع أحد النصفين أمام المرآة، ينتج عنها صورة دقيقة وكاملة على النصف الآخر من المستوى .

مركز التماثل

يُرمز لمركز التماثل بالرمز (ن) أي نقطة التماثل الداخلية، ويُسمى باللغة الإنجليزية (Center of symmetry)، وبشكلٍ عام فإن البلورة تحتوي على مركز تماثل إذا وجد لكل وجه بلوري أو حرف في ناحية مركزها، أو الناحية المقابلة لمركزها على مسافة مساوية نقطة مشابهة لها تماماً في الجزء المقابل.