Chemical Applications of Group Theory: CSIR NET & GATE CBT Mock Test
Master Point Groups, the Great Orthogonality Theorem (GOT), Character Tables, Reduction Formula, and IR/Raman vibrational spectroscopy modes for CSIR NET Chemical Science and GATE Chemistry.
▶ Jump Directly to Live CBT Mock TestGroup Theory for CSIR NET & GATE: High-Scoring Focus Areas
Group Theory accounts for 8 to 12 marks in CSIR NET Chemical Science across Part B (2 marks) and Part C (4 marks). Questions are direct and rule-based, testing conceptual mastery of symmetry operations:
- Point Group Assignments: Staggered Ferrocene (D5d) vs Eclipsed Ferrocene (D5h), Allene (D2d), Ethylene (D2h), Benzene (D6h), Non-planar H2O2 (C2), and Boric Acid (C3h).
- Great Orthogonality Theorem (GOT) Rules:
- ∑ li2 = h (sum of squares of dimensions equals order of the group h).
- ∑ [χi(R)]2 = h (sum of squares of characters for any irreducible representation equals h).
- ∑R χi(R) · χj(R) = 0 for i ≠ j (orthogonality of irreducible representations).
- Number of irreducible representations equals the number of classes of symmetry operations.
- Mulliken Symbols:
- A: Symmetric with respect to principal rotation axis (χ(Cn) = +1).
- B: Antisymmetric with respect to principal rotation axis (χ(Cn) = −1).
- E: Doubly degenerate representation (dimension l = 2).
- T: Triply degenerate representation (dimension l = 3).
- Subscripts g and u: Symmetric (+1) or antisymmetric (−1) with respect to the inversion center (i).
- Subscripts 1 and 2: Symmetric (+1) or antisymmetric (−1) with respect to perpendicular C2 or σv.
- Mutual Exclusion Principle: For any centrosymmetric molecule possessing a center of inversion (i), such as D2h, D4h, D6h, Oh, or C2h, vibrational modes that are IR active (transforming as x, y, z; ungerade u) are strictly Raman inactive, and modes that are Raman active (transforming as quadratic Cartesian functions; gerade g) are strictly IR inactive.
To find how many times an irreducible representation (Γi) appears in a reducible representation (Γred):
ai = (1 / h) ∑R [N · χred(R) · χi(R)]where h is the order of the group, N is the number of operations in that class, χred(R) is the character of the reducible representation, and χi(R) is the character in the character table.
High-Frequency Molecule Point Group Reference
| Molecule / System | Symmetry Elements Present | Point Group | Center of Inversion (i)? |
|---|---|---|---|
| Water (H2O), SO2 | E, C2, 2 σv | C2v (h = 4) | No |
| Ammonia (NH3), PCl3 | E, 2 C3, 3 σv | C3v (h = 6) | No |
| Boron Trifluoride (BF3) | E, 2 C3, 3 C2, σh, 2 S3, 3 σv | D3h (h = 12) | No |
| Allene (CH2=C=CH2) | E, C2, 2 C‘2, 2 σd, 2 S4 | D2d (h = 8) | No |
| Ethylene (C2H4) | E, 3 C2, 3 σ, i | D2h (h = 8) | Yes (Mutual Exclusion applies) |
| Ferrocene (Staggered conformer) | E, 2 C5, 2 C52, 5 C2, i, 2 S10, 5 σd | D5d (h = 20) | Yes |
| Ferrocene (Eclipsed conformer) | E, 2 C5, 2 C52, 5 C2, σh, 2 S5, 5 σv | D5h (h = 20) | No |
| Hydrogen Peroxide (Non-planar open-book) | E, C2 | C2 (h = 2) | No |
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ddapsc@centralbank This online mock test covers the following chemistry practice questions with bilingual explanations, negative marking schemes, and interactive CBT interface. Students searching for these topics can practice the complete test online with real-time timers:
- A molecule has a 2-fold axis and a mirror plane perpendicular to that. The point group must have a: GATE 2006 | Topic 11: Group Theory | Generation of Inversion Centerएक अणु में 2-गुना घूर्णन अक्ष ($C_2$) तथा उसके लम्बवत एक दर्पण तल (\sigma_h) उपस्थित है। उस बिन्दु समूह में अनिवार्य रूप से उपस्थित होना चाहिए:
- The symmetry elements that are present in $BF_3$ are: GATE 2006 | Topic 11: Group Theory | Symmetry Elements of BF3$BF_3$ (बोरॉन ट्राइफ्लोराइड) में उपस्थित सममिति तत्व हैं:
- The $S_2$ operation on a molecule with the axis of rotation as the z axis, moves a nucleus at $(x, y, z)$ to: GATE 2007 | Topic 11: Group Theory | S2 Operation Effect on Coordinates$z$-अक्ष को घूर्णन अक्ष मानते हुए एक अणु पर $S_2$ संक्रिया करने पर, $(x, y, z)$ पर स्थित नाभिक कहाँ स्थानांतरित हो जाता है:
- The point group of $NSF_3$ is: GATE 2008 | Topic 11: Group Theory | NSF3 Point Group$NSF_3$ का सममिति बिन्दु समूह है:
- The $T_d$ point group has 24 elements and 5 classes. Given that it has two 3-dimensional irreducible representations, the number of one dimensional irreducible representations is: GATE 2008 | Topic 11: Group Theory | Dimensions of Irreducible Representations in Td$T_d$ बिन्दु समूह में 24 तत्व तथा 5 वर्ग हैं। यदि इसमें दो 3-विमीय अनपचनीय निरूपण हैं, तो एक-विमीय अनपचनीय निरूपणों की संख्या है:
- The point group symmetry of the given planar shape is: GATE 2011 | Topic 11: Group Theory | Symmetry of Planar Shapesदी गई समतलीय आकृति की सममिति बिन्दु समूह है:
- Statement for Linked Answer Questions 7, 8 and 9: Trans 1,2 difluoroethylene molecule has a 2-fold rotational axis, a symmetry plane perpendicular to the rotational axis and an inversion centre. (7) The number of distinct symmetry operations that can be performed on the molecule is: GATE 2007 | Topic 11: Group Theory | Linked Questions - Symmetry Operations in C2hसंबद्ध उत्तर प्रश्न (7, 8 और 9 के लिए कथन): trans-1,2-डाइफ्लूरोएथिलीन अणु में एक 2-गुना घूर्णन अक्ष, घूर्णन अक्ष के लम्बवत एक सममिति तल तथा एक व्युत्क्रमण केंद्र उपस्थित है। (7) इस अणु पर की जा सकने वाली विभिन्न सममिति संक्रियाओं की संख्या है:
- (8) The number of irreducible representations of the point group of the molecule is: GATE 2007 | Topic 11: Group Theory | Linked Questions - Irreducible Representations in C2h(8) अणु के बिन्दु समूह ($C_{2h}$) के अनपचनीय निरूपणों की संख्या है:
- (9) When two H atoms of the above molecule are also replaced by F atoms, the point group of the resultant molecule will be: GATE 2007 | Topic 11: Group Theory | Linked Questions - Tetrafluoroethylene Point Group(9) जब उपर्युक्त अणु के दोनों H परमाणुओं को भी F परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया जाता है ($C_2F_4$), तो परिणामी अणु का बिन्दु समूह होगा:
- Linked Answer Questions (10 and 11): Character table for the point group $C_{2v}$ is given below: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v(xz)$$\sigma_v(yz)$LinearQuadratic$A_1$1111$z$$x^2, y^2, z^2$$A_2$11-1-1$R_z$$xy$$B_1$1-11-1$x, R_y$$xz$$B_2$1-1-11$y, R_x$$yz$ (10) The reducible representation corresponding to the three translational degrees of freedom, $\tau_\text{tr}$: GATE 2009 | Topic 11: Group Theory | Linked Questions - Translational Degrees of Freedomसंबद्ध उत्तर प्रश्न (10 और 11): $C_{2v}$ बिन्दु समूह के लिए कैरेक्टर टेबल नीचे दी गई है: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v(xz)$$\sigma_v(yz)$LinearQuadratic$A_1$1111$z$$x^2, y^2, z^2$$A_2$11-1-1$R_z$$xy$$B_1$1-11-1$x, R_y$$xz$$B_2$1-1-11$y, R_x$$yz$ (10) तीन स्थानांतरणीय स्वतंत्रता की कोटियों के संगत अपचनीय निरूपण $\tau_\text{tr}$ है:
- (11) The asymmetric stretching mode of the $H_2O$ is shown below. The molecular plane is yz and the symmetry axis of $H_2O$ is z: O H H This vibration transforms as the irreducible representation: GATE 2009 | Topic 11: Group Theory | Linked Questions - Asymmetric Stretch of Water(11) $H_2O$ की असममित तनन विधा नीचे दर्शाई गई है। अणु का तल $yz$ है तथा $H_2O$ की सममिति अक्ष $z$ है: O H H यह कंपन किस अनपचनीय निरूपण के रूप में रूपांतरित होता है:
- $[CoCl_4]^{2-}$ a blue coloured complex. Controlled-treatment of this complex with water generates two Isomeric light pink coloured complexes, of composition $[Co(H_2O)_4Cl_2]$. Identify the correct point groups for $[CoCl_4]^{2-}$ and two isomeric complexes $[Co(H_2O)_4Cl_2]$: GATE 2010 | Topic 11: Group Theory | Cobalt Complexes Point Groups$[CoCl_4]^{2-}$ एक नीले रंग का संकुल है। जल के साथ उपचार $[Co(H_2O)_4Cl_2]$ के दो समावयवी हल्के गुलाबी संकुल बनाता है। $[CoCl_4]^{2-}$ तथा दो समावयवी संकुलों $[Co(H_2O)_4Cl_2]$ के सही बिन्दु समूहों की पहचान कीजिए:
- The point group of $ClF_3$ molecule and its corresponding number of irreducible representations are respectively: GATE 2010 | Topic 11: Group Theory | ClF3 Point Group and Irreps$ClF_3$ अणु का सममिति बिन्दु समूह तथा इसके अनपचनीय निरूपणों की संगत संख्या क्रमशः है:
- Symmetry operations of the four $C_2$ axes perpendicular to the principal axis belong to the same class in the point group(s): GATE 2012 | Topic 11: Group Theory | Classes of Dihedral Axesमुख्य अक्ष के लम्बवत चार $C_2$ अक्षों की सममिति संक्रियाएं किस बिन्दु समूह में एक ही वर्ग (same class) से संबंधित होती हैं:
- The point group symmetry of $CH_2=C=CH_2$ is: GATE 2013 | Topic 11: Group Theory | Allene Point Groupएलीन ($CH_2=C=CH_2$) की बिन्दु समूह सममिति है:
- Conversion of boron trifluoride to tetrafluoroborate accompanies: GATE 2013 | Topic 11: Group Theory | BF3 to BF4- Conversion Symmetry and Bond Lengthबोरॉन ट्राइफ्लोराइड ($BF_3$) का टेट्राफ्लोरोबोरेट ($BF_4^-$) में रूपांतरण किसके साथ होता है:
- The number of $C_2$ axes in $CCl_4$ is: GATE 2014 | Topic 11: Group Theory | C2 Axes in Tetrahedral Geometry$CCl_4$ में $C_2$ घूर्णन अक्षों की संख्या है:
- The point group of $IF_7$ is: GATE 2015 | Topic 11: Group Theory | IF7 Point Group$IF_7$ (आयोडीन हेप्टाफ्लोराइड) का सममिति बिन्दु समूह है:
- Character table of point group $D_8$ is given below: $D_8$$E$$2C_8$$2C_4$$2C_8^3$$C_2$$4C_2'$$4C_2''$$A_1$$a$111111$A_2$$b$1111$h$$i$$B_1$$c$-11-111$j$$B_2$$d$-11-11-11$E_1$$e$$\sqrt{2}$0$-\sqrt{2}$-200$E_2$$f$0-20$k$00$E_3$$g$$-\sqrt{2}$0$\sqrt{2}$-200 Value of $(a + b + c + d + e + f + g + h + i + j + k)$ is equal to: GATE 2019 | Topic 11: Group Theory | D8 Character Table Completion [NAT]नीचे $D_8$ बिन्दु समूह की कैरेक्टर टेबल दी गई है: $D_8$$E$$2C_8$$2C_4$$2C_8^3$$C_2$$4C_2'$$4C_2''$$A_1$$a$111111$A_2$$b$1111$h$$i$$B_1$$c$-11-111$j$$B_2$$d$-11-11-11$E_1$$e$$\sqrt{2}$0$-\sqrt{2}$-200$E_2$$f$0-20$k$00$E_3$$g$$-\sqrt{2}$0$\sqrt{2}$-200 $(a + b + c + d + e + f + g + h + i + j + k)$ का मान किसके बराबर है:
- The character table for a pyramidal $AB_3$ molecule of $C_{3v}$ point group is given below: $C_{3v}$$E$$2C_3$$3\sigma_v$LinearQuadratic$A_1$111$z$$x^2+y^2, z^2$$A_2$11-1$R_z$-$E$2-10$(x, y), (R_x, R_y)$$(x^2-y^2, xy), (xz, yz)$ The reducible representation of pyramidal $AB_3$ is: $C_{3v}$$E$$2C_3$$3\sigma_v$$\Gamma$1202 The CORRECT option representing all the normal Raman active modes of pyramidal $AB_3$ is: GATE 2020 | Topic 11: Group Theory | Raman Active Modes of Pyramidal AB3पिरामिडीय $AB_3$ अणु ($C_{3v}$ बिन्दु समूह) के लिए कैरेक्टर टेबल नीचे दी गई है: $C_{3v}$$E$$2C_3$$3\sigma_v$LinearQuadratic$A_1$111$z$$x^2+y^2, z^2$$A_2$11-1$R_z$-$E$2-10$(x, y), (R_x, R_y)$$(x^2-y^2, xy), (xz, yz)$ पिरामिडीय $AB_3$ का अपचनीय निरूपण है: $C_{3v}$$E$$2C_3$$3\sigma_v$$\Gamma$1202 पिरामिडीय $AB_3$ की सभी प्रसामान्य रमन सक्रिय विधाओं को निरूपित करने वाला सही विकल्प है:
- The characters of $E, C_2, \sigma_v$, and $\sigma_v'$ symmetry operations, in this order, for valid irreducible representation(s) of the $C_{2v}$ point group is/are: GATE 2021 | Topic 11: Group Theory | Valid Characters of C2v Irreps [MSQ]$C_{2v}$ बिन्दु समूह के मान्य अनपचनीय निरूपण(णों) के लिए $E, C_2, \sigma_v$ तथा $\sigma_v'$ संक्रियाओं के कैरेक्टर, इसी क्रम में, हैं / हैं:
- The point group of $SF_6$ is: GATE 2022 | Topic 11: Group Theory | SF6 Point Group$SF_6$ (सल्फर हेक्साफ्लोराइड) का सममिति बिन्दु समूह है:
- A point originally at $(1, 3, 5)$ was subjected to a symmetry operation ($\hat{O}_1$) that shifted the point to $(-1, -3, 5)$. Subsequently, the point at $(-1, -3, 5)$ was subjected to another symmetry operation ($\hat{O}_2$) that shifted this point to $(-1, -3, -5)$. The symmetry operators $\hat{O}_1$ and $\hat{O}_2$ are, respectively: GATE 2022 | Topic 11: Group Theory | Successive Coordinate Transformationsमूल रूप से $(1, 3, 5)$ पर स्थित एक बिन्दु को सममिति संक्रिया (\hat{O}_1) द्वारा $(-1, -3, 5)$ पर स्थानांतरित किया गया। इसके बाद संक्रिया (\hat{O}_2) द्वारा इसे $(-1, -3, -5)$ पर स्थानांतरित किया गया। संकारक $\hat{O}_1$ तथा $\hat{O}_2$ क्रमशः हैं:
- The symmetry point group of ethane in its staggered conformation is: CSIR NET Dec 2011 | Topic 11: Group Theory | Point Groups of Conformationsएथेन (Ethane) के सांतरित संरूपण (staggered conformation) का सममिति बिन्दु समूह (symmetry point group) है:
- Among the following, the CORRECT statement is: CSIR NET June 2012 | Topic 11: Group Theory | Great Orthogonality Theoremनिम्नलिखित में से सही कथन (CORRECT statement) है:
- The molecule that has an $S_6$ symmetry element is: CSIR NET Dec 2012 | Topic 11: Group Theory | Improper Axis of Rotationवह अणु जिसमें $S_6$ सममिति तत्व (symmetry element) उपस्थित है:
- A molecule contains the following symmetry operations: $E, 2C_6, 2C_3, C_2, 3\sigma_d$ & $3\sigma_v$. The number of classes and order of the symmetry point group is: CSIR NET June 2013 | Topic 11: Group Theory | Order and Classes of Point Groupsएक अणु में निम्नलिखित सममिति संक्रियाएँ उपस्थित हैं: $E, 2C_6, 2C_3, C_2, 3\sigma_d$ एवं $3\sigma_v$। इस सममिति बिन्दु समूह के वर्गों (classes) की संख्या तथा कोटि (order) क्रमशः है:
- The symmetry point group of propyne is: CSIR NET June 2014 | Topic 11: Group Theory | Molecular Point Groupsप्रोपाइन ($CH_3-C\equiv CH$) का सममिति बिन्दु समूह (symmetry point group) है:
- The point group symmetries for $trans\text{-}[Cr(en)_2F_2]^+$ and $[TiCl_6]^{3-}$, respectively are: CSIR NET Dec 2014 | Topic 11: Group Theory | Coordination Complexes Point Groups$trans\text{-}[Cr(en)_2F_2]^+$ तथा $[TiCl_6]^{3-}$ के लिए सममिति बिन्दु समूह क्रमशः हैं:
- The product $C_2^x \sigma_{xy}$ ($C_2^x$ is the two-fold rotation axis around the x-axis and $\sigma_{xy}$ is the xy mirror plane) is: CSIR NET June 2015 | Topic 11: Group Theory | Symmetry Operation Multiplicationगुणनफल $C_2^x \sigma_{xy}$ ($C_2^x$, x-अक्ष के परितः 2-गुना घूर्णन अक्ष है तथा $\sigma_{xy}$, xy दर्पण तल है) का मान है:
- The symmetry point group of the most stable geometry of the following molecule $Cl(H)C=C=C(H)Cl$ is: CSIR NET June 2016 | Topic 11: Group Theory | Allenic Systems Symmetryअणु $Cl(H)C=C=C(H)Cl$ की सर्वाधिक स्थायी ज्यामिति का सममिति बिन्दु समूह है:
- The molecule that possesses $S_4$ symmetry element is: CSIR NET Dec 2016 | Topic 11: Group Theory | S4 Symmetry in Moleculesवह अणु जिसमें $S_4$ सममिति तत्व (symmetry element) उपस्थित होता है:
- The molecule with a $C_2$ axis of symmetry among the following is: CSIR NET Dec 2017 | Topic 11: Group Theory | C2 Symmetry Elementsनिम्नलिखित में से वह अणु जिसमें $C_2$ सममिति अक्ष उपस्थित है:
- $N_2O$ molecule belongs to the point group: CSIR NET Dec 2018 | Topic 11: Group Theory | Linear Molecules Point Group$N_2O$ (डाइनाइट्रोजन ऑक्साइड) अणु किस बिन्दु समूह से संबंधित है:
- The total number of symmetry elements in diborane molecule is: CSIR NET June 2019 | Topic 11: Group Theory | Symmetry Elements of Diboraneडाइबोरेन ($B_2H_6$) अणु में सममिति तत्वों (symmetry elements) की कुल संख्या है:
- A cube does not have the symmetry element: CSIR NET Dec 2019 | Topic 11: Group Theory | Cubic Symmetry Elementsएक घन (cube) में निम्नलिखित में से कौन सा सममिति तत्व उपस्थित नहीं होता है:
- The following is the character table for the $C_{2v}$ point group: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v$$\sigma_v'$$A_1$1111$A_2$11-1-1$B_1$1-11-1$B_2$1-1-11 There are two functions $f_1$ and $f_2$ belonging to $A_2$ and $B_1$ representation, respectively. The correct option for the product of two functions $f_1$ and $f_2$ and the integral $\int f_1 f_2 d\tau$ is: CSIR NET 26 Nov 2020 | Topic 11: Group Theory | Direct Product and Integralsनीचे $C_{2v}$ बिन्दु समूह के लिए कैरेक्टर टेबल दी गई है: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v$$\sigma_v'$$A_1$1111$A_2$11-1-1$B_1$1-11-1$B_2$1-1-11 दो फलन $f_1$ तथा $f_2$ क्रमशः $A_2$ तथा $B_1$ निरूपण से संबंधित हैं। दोनों फलनों के गुणनफल $f_1 f_2$ तथा समाकल $\int f_1 f_2 d\tau$ के लिए सही विकल्प है:
- The point groups of cis- and trans-1,2-dichloroethylene are respectively: CSIR NET 30 Nov 2020 | Topic 11: Group Theory | Isomers Point Groupscis- तथा trans-1,2-डाइक्लोरोएथिलीन के सममिति बिन्दु समूह क्रमशः हैं:
- The combination of two reflections, $\sigma_v' \sigma_v''$ about an intersecting mirror plane is equivalent to: CSIR NET June 2021 | Topic 11: Group Theory | Reflection Combinationएक प्रतिच्छेदी दर्पण तल (intersecting mirror plane) के परितः दो परावर्तनों $\sigma_v' \sigma_v''$ का संयोजन किसके समतुल्य होता है:
- Given the character table of the point group $C_{3v}$: $C_{3v}$$E$$2C_3$$3\sigma_v$Linear / RotQuadratic$A_1$111$z$$x^2+y^2, z^2$$A_2$11-1$R_z$-$E$2-10$(x, y), (R_x, R_y)$$(x^2-y^2, xy), (xz, yz)$ Consider the reducible representation, $\tau$: $E$$2C_3$$3\sigma_v$$\tau$630 Its irreducible components are: CSIR NET June 2011 | Topic 11: Group Theory | Reducible Representation Decompositionबिन्दु समूह $C_{3v}$ की कैरेक्टर टेबल नीचे दी गई है: $C_{3v}$$E$$2C_3$$3\sigma_v$Linear / RotQuadratic$A_1$111$z$$x^2+y^2, z^2$$A_2$11-1$R_z$-$E$2-10$(x, y), (R_x, R_y)$$(x^2-y^2, xy), (xz, yz)$ अपचनीय निरूपण (reducible representation) $\tau$ पर विचार कीजिए: $E$$2C_3$$3\sigma_v$$\tau$630 इसके अनपचनीय घटक (irreducible components) हैं:
- Character table of $C_{2v}$ point group is given below: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v$$\sigma_v'$Linear$A_1$1111$z$$A_2$11-1-1-$B_1$1-11-1$x$$B_2$1-1-11$y$ If the initial and final states belong to $A_1$ and $B_1$ irreducible representation respectively, the allowed electronic transition from $A_1$ to $B_1$ is: CSIR NET June 2012 | Topic 11: Group Theory | Electronic Selection Rules$C_{2v}$ बिन्दु समूह की कैरेक्टर टेबल नीचे दी गई है: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v$$\sigma_v'$Linear$A_1$1111$z$$A_2$11-1-1-$B_1$1-11-1$x$$B_2$1-1-11$y$ यदि प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाएं क्रमशः $A_1$ और $B_1$ अनपचनीय निरूपण से संबंधित हैं, तो $A_1$ से $B_1$ में अनुमत इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण (allowed electronic transition) है:
- Identify the Mulliken notation for the following irreducible representation: $E$$C_n$$nC_2$$i$$\sigma_h$11-1-1-1 CSIR NET June 2013 | Topic 11: Group Theory | Mulliken Symbolsनिम्नलिखित अनपचनीय निरूपण के लिए मुलिकन संकेतन (Mulliken notation) की पहचान कीजिए: $E$$C_n$$nC_2$$i$$\sigma_h$11-1-1-1
- Identify the point group symmetry of the following molecule (all C−C bond lengths are equal): X X X X CSIR NET June 2013 | Topic 11: Group Theory | Molecular Point Group Determinationनिम्नलिखित अणु की सममिति बिन्दु समूह (point group symmetry) की पहचान कीजिए (सभी C-C आबंध लंबाइयाँ समान हैं): X X X X
- The transition that is allowed by x-polarized light in trans-butadiene is (The character table for $C_{2h}$ is given below): $C_{2h}$$E$$C_2$$i$$\sigma_h$Linear / Quad$A_g$1111$R_z, x^2, y^2, z^2, xy$$B_g$1-11-1$R_x, R_y, xz, yz$$A_u$11-1-1$z$$B_u$1-1-11$x, y$ CSIR NET Dec 2013 | Topic 11: Group Theory | Polarized Light Selection Rulestrans-ब्यूटाडाईन में $x$-ध्रुवित प्रकाश द्वारा अनुमत संक्रमण है (नीचे $C_{2h}$ के लिए कैरेक्टर टेबल दी गई है): $C_{2h}$$E$$C_2$$i$$\sigma_h$Linear / Quad$A_g$1111$R_z, x^2, y^2, z^2, xy$$B_g$1-11-1$R_x, R_y, xz, yz$$A_u$11-1-1$z$$B_u$1-1-11$x, y$
- The low temperature ($-98^\circ C$) $^{19}F$ NMR spectrum of $SF_4$ shows doublet of triplets. It is consistent with the point group symmetry: CSIR NET June 2014 | Topic 11: Group Theory | NMR Spectroscopy and Point Group$SF_4$ का निम्न ताप ($-98^\circ C$) पर $^{19}F$ NMR स्पेक्ट्रम ट्रिपलेट्स का डबलेट (doublet of triplets) दर्शाता है। यह किस बिन्दु समूह सममिति के सुसंगत है:
- The result of the product $C_2(x) C_2(y)$ is: CSIR NET June 2014 | Topic 11: Group Theory | Product of Symmetry Operationsगुणनफल $C_2(x) C_2(y)$ का परिणामी मान क्या होगा:
- The $E \otimes E$ direct product in $D_3$ point group contains the irreducible representations: $D_3$$E$$2C_3$$3C_2$$A_1$111$A_2$11-1$E$2-10 CSIR NET June 2014 | Topic 11: Group Theory | Direct Product Reduction$D_3$ बिन्दु समूह में प्रत्यक्ष गुणनफल $E \otimes E$ में निहित अनपचनीय निरूपण हैं: $D_3$$E$$2C_3$$3C_2$$A_1$111$A_2$11-1$E$2-10
- The product $\sigma_{xy} \cdot S_4^z$ ($S_4^z$ is the four fold improper axis of rotation around the z axis, and $\sigma_{xy}$ is the reflection in the xy plane) is: CSIR NET Dec 2014 | Topic 11: Group Theory | Improper Rotation and Mirror Planeगुणनफल $\sigma_{xy} \cdot S_4^z$ ($S_4^z$, z-अक्ष के परितः 4-गुना अनुचित घूर्णन अक्ष है तथा $\sigma_{xy}$, xy तल में परावर्तन है) किसके समतुल्य है:
- IR active normal modes of methane belong to the irreducible representation (The character table for $T_d$ is given below): $T_d$$E$$8C_3$$3C_2$$6S_4$$6\sigma_d$Linear / Quad$A_1$11111$x^2+y^2+z^2$$A_2$111-1-1-$E$2-1200$2z^2-x^2-y^2, x^2-y^2$$T_1$30-11-1$R_x, R_y, R_z$$T_2$30-1-11$x, y, z, xy, yz, zx$ CSIR NET June 2015 | Topic 11: Group Theory | IR Activity in Methaneमेथेन ($CH_4$) की IR सक्रिय प्रसामान्य विधाएं किस अनपचनीय निरूपण से संबंधित हैं (नीचे $T_d$ कैरेक्टर टेबल दी गई है): $T_d$$E$$8C_3$$3C_2$$6S_4$$6\sigma_d$Linear / Quad$A_1$11111$x^2+y^2+z^2$$A_2$111-1-1-$E$2-1200$2z^2-x^2-y^2, x^2-y^2$$T_1$30-11-1$R_x, R_y, R_z$$T_2$30-1-11$x, y, z, xy, yz, zx$
- The molecule diborane belongs to the symmetry point group: CSIR NET Dec 2015 | Topic 11: Group Theory | Diborane Symmetryडाइबोरेन ($B_2H_6$) अणु किस सममिति बिन्दु समूह से संबंधित है:
- The irreducible representations of $C_{2h}$ are $A_g, B_g, A_u$, and $B_u$. The Raman active modes of trans-1,3-butadiene belong to the irreducible representations: CSIR NET Dec 2015 | Topic 11: Group Theory | Raman Active Modes in C2h$C_{2h}$ के अनपचनीय निरूपण $A_g, B_g, A_u$ तथा $B_u$ हैं। trans-1,3-ब्यूटाडाईन की रमन सक्रिय विधाएं किन अनपचनीय निरूपणों से संबंधित हैं:
- The point group obtained by adding symmetry operation $\sigma_h$ to the point group $C_4$ is: CSIR NET June 2016 | Topic 11: Group Theory | Generation of Point Groupsबिन्दु समूह $C_4$ में सममिति संक्रिया $\sigma_h$ जोड़ने पर प्राप्त होने वाला सममिति बिन्दु समूह है:
- The character table of $C_{3v}$ point group is provided below, along with an additional reducible representation $\Gamma$: $C_{3v}$$E$$2C_3$$3\sigma_v$$A_1$111$A_2$11-1$E$2-10$\Gamma$602 $\Gamma$ is given as: CSIR NET June 2016 | Topic 11: Group Theory | Reducible Representation Reduction$C_{3v}$ बिन्दु समूह की कैरेक्टर टेबल नीचे एक अतिरिक्त अपचनीय निरूपण $\Gamma$ के साथ दी गई है: $C_{3v}$$E$$2C_3$$3\sigma_v$$A_1$111$A_2$11-1$E$2-10$\Gamma$602 $\Gamma$ का मान अनपचनीय घटकों के रूप में है:
- The character table for the $D_3$ point group is provided below: $D_3$$E$$2C_3$$3C_2$Linear / Quad$A_1$111$x^2+y^2, z^2$$A_2$11-1$z, R_z$$E$2-10$(x, y), (R_x, R_y), (x^2-y^2, xy), (xz, yz)$ For this point group, the correct statement among the following is: CSIR NET June 2016 | Topic 11: Group Theory | IR and Raman Activity in D3$D_3$ बिन्दु समूह की कैरेक्टर टेबल नीचे दी गई है: $D_3$$E$$2C_3$$3C_2$Linear / Quad$A_1$111$x^2+y^2, z^2$$A_2$11-1$z, R_z$$E$2-10$(x, y), (R_x, R_y), (x^2-y^2, xy), (xz, yz)$ इस बिन्दु समूह के लिए निम्नलिखित में से सही कथन है:
- For $H_2O$ molecule, the electronic transition from the ground state to an excited state of $B_1$ symmetry is: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v$$\sigma_v'$Linear / Quad$A_1$1111$z, z^2, x^2, y^2$$A_2$11-1-1$xy$$B_1$1-11-1$x, xz$$B_2$1-1-11$y, yz$ CSIR NET Dec 2016 | Topic 11: Group Theory | Water Molecule Electronic Transition$H_2O$ अणु के लिए, मूल अवस्था ($A_1$) से $B_1$ सममिति की उत्तेजित अवस्था में इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण है: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v$$\sigma_v'$Linear / Quad$A_1$1111$z, z^2, x^2, y^2$$A_2$11-1-1$xy$$B_1$1-11-1$x, xz$$B_2$1-1-11$y, yz$
- The pair of symmetry points groups that are associated with only polar molecules is: CSIR NET Dec 2016 | Topic 11: Group Theory | Polar Molecules Point Groupsसममिति बिन्दु समूहों का वह युग्म जो केवल ध्रुवीय अणुओं (polar molecules) से संबंधित है:
- The compound $N_2F_2$ has two isomers. Choose the correct option from the following: CSIR NET June 2017 | Topic 11: Group Theory | N2F2 Isomers Symmetryयौगिक $N_2F_2$ के दो समावयवी (isomers) होते हैं। निम्नलिखित में से सही विकल्प का चयन कीजिए:
- The correct relation involving symmetry operations: CSIR NET June 2017 | Topic 11: Group Theory | Symmetry Operation Relationsसममिति संक्रियाओं से संबंधित सही संबंध है:
- For a point group, an incomplete character table is given below with one irreducible representation missing: $E$$2C_3$$3\sigma_v$$A_1$111????$E$2-10 The Mulliken symbol and characters of the missing representation are: CSIR NET June 2017 | Topic 11: Group Theory | Missing Irreducible Representationएक बिन्दु समूह के लिए, नीचे एक अधूरी कैरेक्टर टेबल दी गई है जिसमें एक अनपचनीय निरूपण लुप्त है: $E$$2C_3$$3\sigma_v$$A_1$111????$E$2-10 लुप्त निरूपण का मुलिकन प्रतीक तथा कैरेक्टर क्रमशः हैं:
- Given below is a specific vibrational mode of $BCl_3$ with $\oplus$ and $\ominus$ denoting movements of the respective atoms above and below the plane of the molecule respectively: B + Cl − Cl − Cl − The irreducible representation of the vibrational mode and its IR / Raman activity are: $D_{3h}$$E$$2C_3$$3C_2$$\sigma_h$$2S_3$$3\sigma_v$Linear / Quad$A_1'$111111$x^2+y^2, z^2$$A_2'$11-111-1$R_z$$E'$2-102-10$(x, y), (x^2-y^2, xy)$$A_1''$111-1-1-1-$A_2''$11-1-1-11$z$$E''$2-10-210$(R_x, R_y), (xz, yz)$ CSIR NET June 2017 | Topic 11: Group Theory | Normal Mode Symmetry of BCl3नीचे $BCl_3$ की एक विशिष्ट कंपन विधा दर्शाई गई है जिसमें $\oplus$ और $\ominus$ क्रमशः अणु के तल के ऊपर और नीचे परमाणुओं की गति को निरूपित करते हैं: B + Cl − Cl − Cl − इस कंपन विधा का अनपचनीय निरूपण तथा इसकी IR / Raman सक्रियता है: $D_{3h}$$E$$2C_3$$3C_2$$\sigma_h$$2S_3$$3\sigma_v$Linear / Quad$A_1'$111111$x^2+y^2, z^2$$A_2'$11-111-1$R_z$$E'$2-102-10$(x, y), (x^2-y^2, xy)$$A_1''$111-1-1-1-$A_2''$11-1-1-11$z$$E''$2-10-210$(R_x, R_y), (xz, yz)$
- A part of the character table of a point group (of order 4) is given below: $E$$X_1$$X_2$$X_3$$\Gamma_1$1111$\Gamma_2$1-11-1$\Gamma_3$1-1-11$\Gamma_4$???? The four characters of $\Gamma_4$ are, respectively: CSIR NET Dec 2017 | Topic 11: Group Theory | Character Table Completionकोटि 4 के एक सममिति बिन्दु समूह की कैरेक्टर टेबल का एक भाग नीचे दिया गया है: $E$$X_1$$X_2$$X_3$$\Gamma_1$1111$\Gamma_2$1-11-1$\Gamma_3$1-1-11$\Gamma_4$???? $\Gamma_4$ के चार कैरेक्टर क्रमशः हैं:
- Two opposite sides (in the y-direction) of a square box of side L are slightly stretched. Consider the following four statements: A. The point group changes from $D_{4h}$ to $D_{2h}$. B. The (1,2) and (2,1) energy levels remain doubly degenerate. C. Both the energy levels are lowered & the energy of the (1,2) level is higher than that of the (2,1) level. D. Both the energy levels are lowered & the energy of the (1,2) level is lower than that of the (2,1) level. The two correct statements are: CSIR NET June 2018 | Topic 11: Group Theory | 2D Box Perturbation and Symmetryभुजा $L$ के एक वर्गाकार बॉक्स की दो विपरीत भुजाओं को ($y$-दिशा में) थोड़ा सा खींचा जाता है। निम्नलिखित चार कथनों पर विचार कीजिए: A. बिन्दु समूह $D_{4h}$ से परिवर्तित होकर $D_{2h}$ हो जाता है। B. (1,2) और (2,1) ऊर्जा स्तर द्विक अपभ्रष्ट बने रहते हैं। C. दोनों ऊर्जा स्तर कम हो जाते हैं तथा (1,2) स्तर की ऊर्जा (2,1) स्तर की ऊर्जा से अधिक होती है। D. दोनों ऊर्जा स्तर कम हो जाते हैं तथा (1,2) स्तर की ऊर्जा (2,1) स्तर की ऊर्जा से कम होती है। दो सही कथन हैं:
- A molecule $AB_2$ shows the following IR and Raman spectra: $\bar{\nu} (\text{cm}^{-1})$IRRaman2215 vsvs, PRs, depol1250 vsvs, PRvs, pol.560 ss, PQR- The structure of the molecule is: CSIR NET Dec 2018 | Topic 11: Group Theory | Molecular Structure from IR/Raman Spectraएक अणु $AB_2$ निम्नलिखित IR तथा Raman स्पेक्ट्रा प्रदर्शित करता है: $\bar{\nu} (\text{cm}^{-1})$IRRaman2215 vsvs, PRs, depol1250 vsvs, PRvs, pol.560 ss, PQR- इस अणु की संरचना है:
- Consider Table-1: $D_{2h}$$E$$C_2(z)$$C_2(y)$$C_2(x)$$i$$\sigma(xy)$$\sigma(xz)$$\sigma(yz)$Linear / Quad$A_g$11111111$x^2, y^2, z^2$$B_{1g}$11-1-111-1-1$R_z, xy$$B_{2g}$1-11-11-11-1$R_y, xz$$B_{3g}$1-1-111-1-11$R_x, yz$$A_u$1111-1-1-1-1-$B_{1u}$11-1-1-1-111$x$$B_{2u}$1-11-1-11-11$y$$B_{3u}$1-1-11-111-1$z$ The $\pi_u$-orbital of ethylene, when placed in the xy-plane with the C=C bond aligned to the x-axis, transforms according to the irreducible representation: CSIR NET Dec 2018 | Topic 11: Group Theory | MO Symmetry in Ethyleneतालिका-1 पर विचार कीजिए: $D_{2h}$$E$$C_2(z)$$C_2(y)$$C_2(x)$$i$$\sigma(xy)$$\sigma(xz)$$\sigma(yz)$Linear / Quad$A_g$11111111$x^2, y^2, z^2$$B_{1g}$11-1-111-1-1$R_z, xy$$B_{2g}$1-11-11-11-1$R_y, xz$$B_{3g}$1-1-111-1-11$R_x, yz$$A_u$1111-1-1-1-1-$B_{1u}$11-1-1-1-111$x$$B_{2u}$1-11-1-11-11$y$$B_{3u}$1-1-11-111-1$z$ एथिलीन का $\pi_u$-आर्बिटल, जब इसे C=C आबंध को $x$-अक्ष के अनुदिश रखते हुए $xy$-तल में रखा जाता है, किस अनपचनीय निरूपण के अनुसार रूपांतरित होता है:
- The $b_{1u} \to b_{2g}$ transition in ethylene is (Use Table-1): $D_{2h}$$E$$C_2(z)$$C_2(y)$$C_2(x)$$i$$\sigma(xy)$$\sigma(xz)$$\sigma(yz)$Linear / Quad$A_g$11111111$x^2, y^2, z^2$$B_{1g}$11-1-111-1-1$R_z, xy$$B_{2g}$1-11-11-11-1$R_y, xz$$B_{3g}$1-1-111-1-11$R_x, yz$$A_u$1111-1-1-1-1-$B_{1u}$11-1-1-1-111$x$$B_{2u}$1-11-1-11-11$y$$B_{3u}$1-1-11-111-1$z$ CSIR NET Dec 2018 | Topic 11: Group Theory | Ethylene Transition Selection Rulesएथिलीन में $b_{1u} \to b_{2g}$ इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण है (तालिका-1 का उपयोग कीजिए): $D_{2h}$$E$$C_2(z)$$C_2(y)$$C_2(x)$$i$$\sigma(xy)$$\sigma(xz)$$\sigma(yz)$Linear / Quad$A_g$11111111$x^2, y^2, z^2$$B_{1g}$11-1-111-1-1$R_z, xy$$B_{2g}$1-11-11-11-1$R_y, xz$$B_{3g}$1-1-111-1-11$R_x, yz$$A_u$1111-1-1-1-1-$B_{1u}$11-1-1-1-111$x$$B_{2u}$1-11-1-11-11$y$$B_{3u}$1-1-11-111-1$z$
- The $\pi$-orbital $p_1 + p_2 - p_3 - p_4$ of cis butadiene belongs to the irreducible representation: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v$$\sigma_v'$$A_1$1111$A_2$11-1-1$B_1$1-11-1$B_2$1-1-11 CSIR NET June 2019 | Topic 11: Group Theory | MO Symmetry in cis-Butadienecis-ब्यूटाडाईन का $\pi$-आर्बिटल $p_1 + p_2 - p_3 - p_4$ किस अनपचनीय निरूपण से संबंधित है: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v$$\sigma_v'$$A_1$1111$A_2$11-1-1$B_1$1-11-1$B_2$1-1-11
- The number of times the $A_1$ representation appears in the representation $\Gamma$ of the $C_{2v}$ point group given below is: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v$$\sigma_v'$$\Gamma$3113 CSIR NET June 2019 | Topic 11: Group Theory | Multiplicity of Irreducible Representation$C_{2v}$ बिन्दु समूह के निरूपण $\Gamma$ में $A_1$ निरूपण के प्रकट होने की संख्या (multiplicity) है: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v$$\sigma_v'$$\Gamma$3113
- The reducible representation, $\Gamma$, in the table is equal to the following superposition of the irreducible representations of $C_{2v}$, point group: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v$$\sigma_v'$$A_1$1111$A_2$11-1-1$B_1$1-11-1$B_2$1-1-11$\Gamma$8-2-64 CSIR NET Dec 2019 | Topic 11: Group Theory | Full Decomposition of Reducible Representationतालिका में अपचनीय निरूपण $\Gamma$, $C_{2v}$ बिन्दु समूह के अनपचनीय निरूपणों के निम्नलिखित अध्यारोपण के बराबर है: $C_{2v}$$E$$C_2$$\sigma_v$$\sigma_v'$$A_1$1111$A_2$11-1-1$B_1$1-11-1$B_2$1-1-11$\Gamma$8-2-64
- The observed IR spectrum for $BCl_3$ exhibit three bands at 995, 480 and 244 $\text{cm}^{-1}$, while the Raman bands are observed at 995, 471 and 244 $\text{cm}^{-1}$. Given that for $\Gamma_\text{vib} = A_1' + 2E' + A_2''$, the frequency of $A_1'$ mode in $\text{cm}^{-1}$ is: $D_{3h}$$E$$2C_3$$3C_2$$\sigma_h$$2S_3$$3\sigma_v$Linear / Quad$A_1'$111111$x^2+y^2, z^2$$A_2'$11-111-1$R_z$$E'$2-102-10$(x, y), (x^2-y^2, xy)$$A_1''$111-1-1-1-$A_2''$11-1-1-11$z$$E''$2-10-210$(R_x, R_y), (xz, yz)$ CSIR NET 26 Nov 2020 | Topic 11: Group Theory | Vibrational Assignment in BCl3$BCl_3$ के लिए प्रेक्षित IR स्पेक्ट्रम में 995, 480 तथा 244 $\text{cm}^{-1}$ पर तीन बैंड दिखाई देते हैं, जबकि Raman बैंड 995, 471 तथा 244 $\text{cm}^{-1}$ पर देखे जाते हैं। यदि $\Gamma_\text{vib} = A_1' + 2E' + A_2''$ है, तो $\text{cm}^{-1}$ में $A_1'$ विधा की आवृत्ति है: $D_{3h}$$E$$2C_3$$3C_2$$\sigma_h$$2S_3$$3\sigma_v$Linear / Quad$A_1'$111111$x^2+y^2, z^2$$A_2'$11-111-1$R_z$$E'$2-102-10$(x, y), (x^2-y^2, xy)$$A_1''$111-1-1-1-$A_2''$11-1-1-11$z$$E''$2-10-210$(R_x, R_y), (xz, yz)$
- Given the matrices for $C_3$ and $\sigma_h$ below: $$C_3 = \begin{pmatrix} -1/2 & -\sqrt{3}/2 & 0 \\ \sqrt{3}/2 & -1/2 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}, \quad \sigma_h = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & -1 \end{pmatrix}$$ the trace of the matrix representing for $S_3^2$ is: CSIR NET 26 Nov 2020 | Topic 11: Group Theory | Matrix Representation of Symmetry Operations$C_3$ तथा $\sigma_h$ के लिए नीचे दी गई मैट्रिक्स पर विचार कीजिए: $$C_3 = \begin{pmatrix} -1/2 & -\sqrt{3}/2 & 0 \\ \sqrt{3}/2 & -1/2 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}, \quad \sigma_h = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & -1 \end{pmatrix}$$ $S_3^2$ को निरूपित करने वाली मैट्रिक्स का अनुरेख (trace) है:
- The equivalent symmetry operations for $S_6^4$ and $S_3^3$ are, respectively: CSIR NET 30 Nov 2020 | Topic 11: Group Theory | Equivalent Symmetry Operations$S_6^4$ तथा $S_3^3$ के समतुल्य सममिति संक्रियाएं क्रमशः हैं:
- The character of a reducible representation $\Gamma_R$ under the $C_{3h}$ point group are presented at the end of the character table below. The correct coefficient of the irreducible representations $A'$ and $A''$ in the $\Gamma_R$ are: $C_{3h}$$E$$2C_3$$\sigma_h$$2S_3$$A'$1111$E'$2-12-1$A''$11-1-1$E''$2-1-21$\Gamma_R$2107-2 CSIR NET 30 Nov 2020 | Topic 11: Group Theory | C3h Character Table Reduction$C_{3h}$ बिन्दु समूह के तहत अपचनीय निरूपण $\Gamma_R$ के कैरेक्टर नीचे दिए गए हैं। $\Gamma_R$ में $A'$ और $A''$ के सही गुणांक हैं: $C_{3h}$$E$$2C_3$$\sigma_h$$2S_3$$A'$1111$E'$2-12-1$A''$11-1-1$E''$2-1-21$\Gamma_R$2107-2
- The equivalent symmetry operations for $S_6^3$ and $S_3^6$ are, respectively: CSIR NET 30 Nov 2020 | Topic 11: Group Theory | Improper Rotation Operations Equivalence$S_6^3$ तथा $S_3^6$ के समतुल्य सममिति संक्रियाएं क्रमशः हैं:
- For trigonal bipyramid coordination complex ($ML_5$) the correct point group symmetry and the relative order of the energy of the 3d orbital in the crystal field, respectively are: CSIR NET June 2021 | Topic 11: Group Theory | Crystal Field Splitting in TBP ML5त्रिकोणीय द्विपिरैमिडीय संकुल ($ML_5$) के लिए क्रिस्टल क्षेत्र में 3d कक्षक का सही बिन्दु समूह तथा आपेक्षिक ऊर्जा क्रम क्रमशः है:
- For every atom that is not shifted under $C_4$ and $\sigma$ symmetry operations, the character are, respectively: CSIR NET June 2021 | Topic 11: Group Theory | Unshifted Atom Character Contribution$C_4$ तथा $\sigma$ सममिति संक्रियाओं के तहत विस्थापित न होने वाले प्रत्येक परमाणु के लिए कैरेक्टर क्रमशः होते हैं:
Solved CSIR NET & GATE PYQs: Step-by-Step Solutions
Q1: A point group contains 5 classes of symmetry operations: E, 2 C3, 3 C2, σh, and 2 S3. The dimensions of the irreducible representations for this group must be:
(b) 1, 1, 2, 2, 2
(c) 1, 1, 1, 2, 2
(d) 1, 1, 1, 1, 1
Detailed Explanation:
1. Order of the group h = 1 + 2 + 3 + 1 + 2 = 12 (this is the D3h point group).
2. The number of irreducible representations must equal the number of classes of operations = 6 classes in standard D3h (or here 5 classes specified). By the Great Orthogonality Theorem (Rule 1):
∑ li2 = hTesting option (a): 12 + 12 + 12 + 12 + 22 = 1 + 1 + 1 + 1 + 4 = 8 ≠ 12. However, for D3 (classes: E, 2C3, 3C2; h = 6), dimensions are 12 + 12 + 22 = 6. For a group of order 8 with 5 classes (D2d or C4v: E, 2C4, C2, 2σv, 2σd), 12 + 12 + 12 + 12 + 22 = 8. Thus, (a) is the unique set of integer dimensions satisfying ∑ li2 = h with four 1D and one 2D irreducible representations.
Q2: Trans-1,2-dichloroethylene (C2H2Cl2) belongs to the C2h point group. The total number of vibrational degrees of freedom that can be simultaneously active in both Infrared (IR) and Raman spectra is:
(b) 3
(c) 6
(d) 12
Detailed Explanation: Trans-1,2-dichloroethylene possesses a center of inversion (i) in its C2h point group (symmetry operations: E, C2, i, σh). By the Mutual Exclusion Principle, in molecules with a center of inversion, no vibrational normal mode can be both IR active (which must be of ungerade symmetry, transforming as x, y, z) and Raman active (which must be of gerade symmetry, transforming as quadratic functions x2, y2, z2, xy, yz, xz). Hence, exactly 0 modes can be active in both.
Q3: The symmetry operations for the allene molecule (H2C=C=CH2) in its ground state conformation define the point group:
(b) D2d
(c) D2h
(d) C2h
Detailed Explanation: In allene, the two terminal CH2 groups are perpendicular to each other. The principal axis is an improper rotation axis S4 coincident with a C2 axis along the C=C=C framework. Perpendicular to this axis are two C‘2 axes bisecting the H-C-H angles, and two dihedral reflection planes (σd). Since there is no horizontal plane (σh) and no inversion center (i), the point group is D2d.
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