MOLECULAR SYMMETRY, GROUP THEORY, & APPLICATIONS Lecturer: Claire Vall ترجمة - MOLECULAR SYMMETRY, GROUP THEORY, & APPLICATIONS Lecturer: Claire Vall العربية كيف أقول

MOLECULAR SYMMETRY, GROUP THEORY, &

MOLECULAR SYMMETRY, GROUP THEORY, & APPLICATIONS
Lecturer: Claire Vallance (CRL office G9, phone 75179, e-mail claire.vallance@chem.ox.ac.uk)
These are the lecture notes for the second year general chemistry course named ‘Symmetry I’ in the course outline. They contain everything in the lecture slides, along with some additional information. You should, of course, feel free to make your own notes during the lectures if you want to as well. If anyone would desperately like a copy of the lecture slides, e-mail me at the end of the course and I’ll send you one (the file is about 2MB in size).
At some point after each lecture and before the next, I STRONGLY recommend that you read the relevant sections of the lecture handout in order to consolidate the material from the previous lecture and refresh your memory. Most people (including me!) find group theory quite challenging the first time they encounter it, and you will probably find it difficult to absorb everything on the first go in the lectures without doing any additional reading. The good news is that a little extra effort on your part as we go along should easily prevent you from getting hopelessly lost!
If you have questions at any point, please feel free to ask them either during or after the lectures, or contact me by e-mail or in the department (contact details above).
Below is a (by no means comprehensive) list of some textbooks you may find useful for the course. If none of these appeal, have a look in your college library, the Hooke library or the RSL until you find one that suits you.
Atkins - Physical Chemistry Atkins - Molecular Quantum Mechanics Ogden – Introduction to Molecular Symmetry (Oxford Chemistry Primer) Cotton – Chemical Applications of Group Theory Davidson – Group Theory for Chemists Kettle – Symmetry and Structure Shriver, Atkins and Langford – Inorganic Chemistry Alan Vincent – Molecular Symmetry and Group Theory (Wiley)
Also, to get you started, here are a few useful websites. I’m sure there are many more, and if you find any others you think I should include, please e-mail me and let me know so I can alert future generations of second years.
http://www.reciprocalnet.org/edumodules/symmetry/intro.html (a good tutorial on point groups and some aspects of symmetry and group theory, with lots of 3D molecular structures for you to play with)
http://www.chemistry.nmsu.edu/studntres/chem639/symmetry/group.html (a helpful applet providing character tables and reduction of representations, which you’ll know all about by about lecture 5 of this course)
NOTE: A PROBLEM SHEET IS ATTACHED TO THE END OF THIS HANDOUT
Contents
1.
Introduction
2.
Symmetry operations and symmetry elements
3.
Symmetry classification of molecules – point groups
4.
Symmetry and physical properties
4.1.
Polarity
4.2.
Chirality
5.
Combining symmetry operations: ‘group multiplication’
6.
Constructing higher groups from simpler groups
7.
Mathematical definition of a group
8.
Review of Matrices
8.1.
Definitions
8.2.
Matrix algebra
8.3
Direct products
8.4.
Inverse matrices and determinants
9.
Transformation matrices
10.
Matrix representations of groups
10.1.
Example: a matrix representation of the C3v point group (the ammonia molecule)
10.2.
Example: a matrix representation of the C2v point group (the allyl radical)
11.
Properties of matrix representations
11.1.
Similarity transforms
11.2.
Characters of representations
12.
Reduction of representations I
13.
Irreducible representations and symmetry species
14.
Character tables
15.
Reduction of representations II
15.1
General concepts of orthogonality
15.2
Orthogonality relationships in group theory
15.3
Using the LOT to determine the irreps spanned by a basis
16.
Symmetry adapted linear combinations
17.
Determining whether an integral can be non-zero
18.
Bonding in diatomics
19.
Bonding in polyatomics - constructing molecular orbitals from SALCs
20.
Calculating the orbital energies and expansion coefficients
21.
Solving the secular equations
21.1
Matrix formulation of a set of linear equations
21.2
Solving for the orbital energies and expansion coefficients
22.
Summary of the steps involved in constructing molecular orbitals
23.
A more complicated bonding example – the molecular orbitals of H2O
23.1
Matrix representation, characters and SALCs
24.
Molecular vibrations
24.1
Molecular degrees of freedom – determining the number of normal vibrational modes
24.2
Determining the symmetries of molecular motions
24.3
Atomic displacements using the 3N Cartesian basis
24.4
Molecular vibrations using internal coordinates
25.
Summary of applying group theory to molecular motions
26.
Group theory and molecular electronic states
27.
Spectroscopy – interaction of atoms and molecules with light
27.1
Electronic transitions in molecules
27.2
Vibrational transitions in molecules
27.3
Raman scattering
28.
Summary
29.
Appendix A – a few proofs for the mathematically inclined
30.
Appendix B – Character tables and direct product tables
Problem sheet
3

1.
Introduction
You will already be familiar with the concept of symmetry in an everyday sense. If we say something is ‘symmetrical’, we usually mean it has mirror symmetry, or ‘left-right’ symmetry, and would look the same if viewed in a mirror. Symmetry is also very important in chemistry. Some molecules are clearly ‘more symmetrical’ than others, but what consequences does this have, if any? The aim of this course is to provide a systematic treatment of symmetry in chemical systems within the mathematical framework known as group theory(the reason for the name will become apparent later on). Once we have classified the symmetry of a molecule, group theory provides a powerful set of tools that provide us with considerable insight into many of its chemical and physical properties. Some applications of group theory that will be covered in this course include:


i) Predicting whether a given molecule will be chiral, or polar.
ii) Examining chemical bonding and visualising molecular orbitals.
iii) Predicting whether a molecule may absorb light of a given polarisation, and which spectroscopic
transitions may be excited if it does.
iv) Investigating the vibrational motions of the molecule.


You may well meet some of these topics again, possibly in more detail, in later courses (notably Symmetry II, and for the more mathematically inclined amongst you, Supplementary Quantum Mechanics). However, they will be introduced here to give you a fairly broad introduction to the capabilities and applications of group theory once we have worked through the basic principles and ‘machinery’ of the theory.
2.
Symmetry operations and symmetry elements
A symmetry operation is an action that leaves an object looking the same after it has been carried out. For example, if we take a molecule of water and rotate it by 180° about an axis passing through the central O atom (between the two H atoms) it will look the same as before. It will also look the same if we reflect it through either of two mirror planes, as shown in the figure below.
reflection
rotation
reflection
(operation) (operation) (operation)
axis of symmetry
(element) mirror plane
(element) mirror plane(element)
Each symmetry operation has a corresponding symmetry element, which is the axis, plane, line or point with respect to which the symmetry operation is carried out. The symmetry element consists of all the points that stay in the same place when the symmetry operation is performed. In a rotation, the line of points that stay in the same place constitute a symmetry axis; in a reflection the points that remain unchanged make up a plane of symmetry. The symmetry elements that a molecule may possess are:
1.
E - the identity. The identity operation consists of doing nothing, and the corresponding symmetry element is the entire molecule. Every molecule has at least this element.
2.
Cn - an n-fold axis of rotation. Rotation by 360°/n leaves the molecule unchanged. The H2O molecule above has a C2 axis. Some molecules have more than one Cn axis, in which case the one with the highest value of n is called the principal axis. Note that by convention rotations are counterclockwise about the axis.
3.
σ - a plane of symmetry. Reflection in the plane leaves the molecule looking the same. In a molecule that also has an axis of symmetry, a mirror plane that includes the axis is called a vertical mirror plane and is labelled σv, while one perpendicular to the axis is called a horizontal mirror plane and is labelled σh. A vertical mirror plane that bisects the angle between two C2 axes is called a dihedral mirror plane, σd.
4.
i - a centre of symmetry. Inversion through the centre of symmetry leaves the molecule unchanged. Inversion consists of passing each point through the centre of inversion and out to the same distance on the other side of the molecule. An example of a molecule with a centre of inversion is shown below.
5.
Sn - an n-fold improper rotation axis (also called a rotary-reflection axis). The rotary reflection operation consists of rotating through an angle 360°/n about the axis, followed by reflecting in a plane perpendicular to the axis. Note that S1 is the same as reflection and S2 is the same as inversion. The molecule shown above has two S2 axes.
The identity E and rotations Cn are symmetry operations that could actually be carried out on a molecule. For this reason they are called proper symmetry operations. Reflections, inversions and improper rotations can only be imagined (it is not actually possible to turn a molecule into its mirror image or to invert it without some fairly drastic rearrangement of chemical bonds) and as such, are termed improper symmetry operations.
A note on axis definitions: Conventionally, when imposing a set of Cartesian axes on a molecule (as we will need
0/5000
من: -
إلى: -
النتائج (العربية) 1: [نسخ]
نسخ!
التماثل الجزيئي، نظرية المجموعات، & التطبيقات
المحاضر: كلير فلنس] (CRL مكتب G9، هاتف 75179، claire.vallance البريد الإلكتروني @ chem.ox.ac.uk)
هذه هي ملاحظات المحاضرات للسنة الثانية مادة الكيمياء العامة يدعى 'التماثل ط' في مخطط بالطبع. أنها تحتوي على كل شيء في الشرائح محاضرة، جنبا إلى جنب مع بعض المعلومات الإضافية. يجب، بالطبع،لا تتردد في تقديم الملاحظات الخاصة بك أثناء المحاضرات إذا كنت تريد كذلك. إذا كان أي شخص يود ماسة إلى نسخة من شرائح محاضرة، والبريد الإلكتروني لي في نهاية الدورة وسوف نرسل لك واحد (ملف حوالي 2MB في الحجم).
في مرحلة ما بعد كل محاضرة وقبل المقبل،وإنني أوصي بشدة أن تقرأ المقاطع ذات الصلة من صدقة محاضرة من أجل توطيد المواد من المحاضرة السابقة وتحديث الذاكرة الخاصة بك. معظم الناس (وأنا من بينهم!) تجد مجموعة نظرية صعبة جدا في المرة الأولى التي تواجه ذلك، وربما كنت سوف تجد صعوبة في استيعاب كل شيء على الذهاب الأولى في المحاضرات دون أن تفعل أي قراءة إضافية.والخبر السار هو أن القليل من الجهد الإضافي على الجزء الخاص بك ونحن نمضي على طول أن تمنع بسهولة لكم من التخبط ميؤوس منها!
إذا كان لديك أسئلة في أي لحظة، لا تتردد ليطلب منهم إما أثناء أو بعد المحاضرات، أو الاتصال بي عن طريق البريد الإلكتروني أو في قسم (تفاصيل الإتصال أعلاه).
وفيما يلي قائمة (بأي حال من الأحوال شاملة) من بعض الكتب التي قد تجدها مفيدة للدورة. إذا كان أي من هذه النداء، وإلقاء نظرة في مكتبة كليتك، مكتبة هوك أو رسل حتى يمكنك العثور على واحد الذي يناسبك.
أتكينز - الكيمياء الفيزيائية أتكينز - الجزيئية ميكانيكا الكم أوجدين - مقدمة إلى التماثل الجزيئي (أكسفورد الكيمياء التمهيدي) القطن - التطبيقات الكيميائية من مجموعة نظرية ديفيدسون - مجموعة نظرية للكيميائيين غلاية - التماثل وهيكل شرايفر، واتكينز انجفورد - الكيمياء غير العضوية آلان فنسنت - الجزيئية التماثل ومجموعة نظرية (وايلي)
أيضا، للحصول على انك بدأته،وهنا بعض المواقع المفيدة. أنا متأكد من أن هناك أكثر كثيرة، وإذا وجدت أي أشخاص آخرين كنت أعتقد أنني يجب أن تشمل، يرجى البريد الإلكتروني لي واسمحوا لي أن أعرف حتى أنا يمكن أن نلفت الأجيال القادمة من السنتين الثانية.
http://www.reciprocalnet.org/edumodules/symmetry/intro.html (تعليمي جيد على المجموعات نقطة وبعض جوانب التماثل ونظرية المجموعة،مع الكثير من الهياكل الجزيئية 3D بالنسبة لك للعب مع)
http://www.chemistry.nmsu.edu/studntres/chem639/symmetry/group.html (بريمج مفيدة توفير جداول حرف والحد من التصورات والتي سوف أعرف كل شيء عن بنحو محاضرة 5 من هذا طبعا)
ملاحظة: تم إرفاق ورقة المشكلة إلى نهاية هذه النشرة

1
محتويات مقدمة
2.
عمليات التماثل والتناظر عناصر
3
تصنيف التماثل للجزيئات -
4
خصائص التماثل والجسدية مجموعات نقاط
4.1. .

قطبية 4.2

5
شرليتي عمليات التماثل الجمع:. '. الضرب مجموعة'
6
بناء مجموعات أعلى من المجموعات أبسط
7
تعريف الرياضي للمجموعة
8
مراجعة المصفوفات

8.1 التعاريف
8.2.

مصفوفة الجبر 8.3
المنتجات مباشرة
8.4.
المصفوفات العكسية والمحددات
9

مصفوفات التحول 10
تمثيل مصفوفة من المجموعات

10.1 سبيل المثال:. تمثيل مصفوفة من المجموعة نقطة c3v (جزيء الأمونيا)
10.2.
مثال: تمثيل مصفوفة من المجموعة نقطة c2v (والآليل الراديكالية)
11.
خصائص تمثيل مصفوفة
11.1.

تشابه يحول 11.2.
شخصيات من تمثيلات
12
خفض التمثيل أنا
13.
غير القابل للاختزال التمثيل والأنواع التماثل
14.

حرف الجداول 15.
لحد من تمثيلات الثاني

15.1 المفاهيم العامة للالتعامد

15.2 العلاقات التعامد في مجموعة نظرية

15.3 باستخدام الكثير لتحديد irreps التي تغطيها أساس
16.
التماثل تكييفها التركيبات الخطية
17
تحديد ما إذا كان يمكن أن تكون جزءا لا يتجزأ غير صفرية
18.
الترابط في diatomics
19.
الترابط في polyatomics - بناء المدارات الجزيئية من salcs
20.
حساب الطاقات المدارية ومعاملات التوسع
21.
حل المعادلات العلمانية

21.1 صياغة مصفوفة من مجموعة من المعادلات الخطية

حل ل21.2 الطاقات المدارية ومعاملات التوسع
22.
ملخص من الخطوات المتبعة في بناء المدارات الجزيئية
23.
مثال الترابط أكثر تعقيدا - المدارات الجزيئية من H2O

23.1 تمثيل مصفوفة والشخصيات وsalcs
24.

الاهتزازات الجزيئية 24.1
درجة الجزيئي للحرية - تحديد عدد من وسائط الذبذبات العادية

24.2 تحديد التماثلات الاقتراحات الجزيئية

24.3نزوح ذرية باستخدام أساس الديكارتي 3N

24.4 الاهتزازات الجزيئية باستخدام الإحداثيات الداخلية
25.
ملخص من تطبيق نظرية المجموعة إلى الاقتراحات الجزيئية
26.
مجموعة نظرية والدول الإلكترونية الجزيئية
27.
الطيفي - تفاعل الذرات والجزيئات مع الضوء

27.1 التحولات الإلكترونية في الجزيئات

27.2 التحولات الذبذبات في جزيئات

27.3 تشتت رامان
28.

29
ملخص الملحق (أ) -. بضعة البراهين ليميل رياضيا
30.
التذييل ب - الجداول حرف والجداول المنتج مباشرة

ورقة مشكلة 3

1

مقدمة سوف يكون بالفعل على دراية مفهوم التماثل في شعور كل يوم. إذا قلنا شيئا ما 'متناظرة، ونحن عادة ما يعني أن لديها التماثل مرآة، أو التناظر' بين اليسار واليمين '،وسوف ننظر نفسه إذا نظر في المرآة. التماثل هو أيضا مهم جدا في الكيمياء. بعض الجزيئات بشكل واضح "أكثر توازنا" من غيرها، ولكن ما عواقب هذا لا يكون، إن وجدت؟والهدف من هذه الدورة هو توفير العلاج المنتظم من التماثل في النظم الكيميائية في إطار الرياضية المعروفة باسم مجموعة نظرية (لن السبب لاسم أصبح واضحا في وقت لاحق). بعد أن نكون قد تصنف التماثل للجزيء، وتقدم نظرية المجموعة مجموعة قوية من الأدوات التي توفر لنا نظرة كبيرة في العديد من الخصائص الكيميائية والفيزيائية لها.بعض تطبيقات نظرية المجموعة التي سيتم تغطيتها في هذه الدورة ما يلي:


أنا) توقع ما إذا جزيء معين سيكون مراوان، أو القطبية.
الثاني) دراسة الروابط الكيميائية ووضع تصور المدارات الجزيئية.
الثالث) توقع ما إذا كان الجزيء قد تمتص الضوء من الاستقطاب معين، والذي التحولات
الطيفية قد يكون متحمس إذا فعلت ذلك.
رابعا) التحقيق الاقتراحات الذبذبات للجزيء.


أنك قد تلتقي أيضا بعض من هذه المواضيع مرة أخرى، ربما بمزيد من التفصيل، في دورات لاحقة (لا سيما التماثل الثاني، وعلى أكثر رياضيا يميل بينكم، التكميلية ميكانيكا الكم). ومع ذلك،سيتم تقديمهم هنا لأعطيك مقدمة واسعة إلى حد ما إلى قدرات وتطبيقات نظرية المجموعة بعد أن نكون قد عملت من خلال المبادئ الأساسية و'آلات' من الناحية النظرية.
2
عمليات التماثل والتناظر
عناصر عملية التماثل هو العمل الذي يترك كائن يبحث عن ذاته بعد أن تم تنفيذه. على سبيل المثال،إذا أخذنا جزيء من الماء وتناوب عليها من قبل 180 درجة حول محور يمر عبر وسط O ذرة (بين اثنين من ذرات H) وسوف ننظر نفسه كما كان من قبل. وسوف ننظر أيضا نفس إذا كنا تعكس ذلك من خلال أي من طائرتين مرآة، كما هو مبين في الشكل أدناه.

انعكاس دوران

انعكاس (العملية) (العملية) (العملية)

محور التناظر (العنصر) طائرة مرآة
(العنصر) طائرة مرآة (العنصر)
كل عملية التماثل يحتوي على عنصر التماثل المقابلة، والذي هو محور، طائرة، خط أو نقطة فيما يتعلق التي تتم العملية من التماثل. يتكون عنصر التماثل من جميع النقاط التي تبقى في المكان نفسه عندما يتم تنفيذ العملية التماثل. في التناوب،خط من النقاط التي البقاء في نفس المكان تشكل محور التماثل؛ في انعكاس النقاط التي تظل دون تغيير الماكياج طائرة من التماثل. عناصر التماثل أن جزيء قد تكون في حوزتها هي:
1
ه - هوية. تتألف العملية هوية القيام بأي شيء، وعنصر التماثل المقابلة هو جزيء كامل. كل جزيء لديه على الأقل هذا العنصر.
2.
CN - محور N-أضعاف التناوب. تناوب على 360 ° / ن يترك الجزيء دون تغيير. جزيء H2O أعلاه لديه محور C2. بعض الجزيئات يكون محور CN أكثر من واحد، في هذه الحالة واحدة وفقا لأعلى قيمة ن يسمى المحور الرئيسي. لاحظ أنه من خلال تناوب الاتفاقية عكس اتجاه عقارب الساعة حول المحور.
3.
σ - طائرة من التماثل.انعكاس في الطائرة يترك جزيء الظهور بنفس المظهر. في جزيء يحتوي أيضا على محور التناظر، طائرة مرآة يتضمن ما يسمى محور طائرة مرآة الرأسي ويسمى σv، في حين واحد عمودي على محور يسمى طائرة مرآة أفقي ويسمى σh. وتسمى طائرة مرآة العمودية التي يشطر الزاوية بين محورين C2 طائرة مرآة ثنائي السطح،σd.
4.
أنا - مركز التماثل. انعكاس من خلال مركز التماثل يترك الجزيء دون تغيير. يتكون انعكاس لتمرير كل نقطة من خلال مركز قلب والخروج إلى نفس المسافة على الجانب الآخر من الجزيء. ويرد مثال على جزيء مع مركز انعكاس أدناه.
5.
SN - وهو N-أضعاف محور دوران غير لائق (ويسمى هذا المحور الدوار للانعكاس أيضا).تتكون عملية انعكاس دوارة على الدورية من خلال زاوية 360 درجة / ن حول المحور، تليها يعكس في عمودي على المحور. نلاحظ أن S1 هو نفس التفكير وS2 هو نفس انقلاب. الجزيء هو مبين أعلاه لديها محورين S2.
ه الهوية وتناوب CN هي عمليات التماثل التي يمكن في الواقع أن تنفذ على جزيء.لهذا السبب ما يطلق عليه عمليات التماثل السليم. تأملات، وتناوب العكس غير صحيح لا يمكن إلا أن يتصور (أنه ليس من الممكن في الواقع لتحويل جزيء إلى صورة طبق الأصل، أو إلى عكس ذلك دون إعادة ترتيب جذرية إلى حد ما بعض من الروابط الكيميائية) وعلى هذا النحو، وتسمى عمليات التماثل غير لائق.
مذكرة بشأن التعاريف محور: تقليديا،عندما فرض مجموعة من المحاور الديكارتية على جزيء (كما سنحتاج
يجري ترجمتها، يرجى الانتظار ..
النتائج (العربية) 2:[نسخ]
نسخ!
تطبيقات & "التماثل الجزيئي"، نظرية المجموعات،
محاضر: كلير فالانسي (مكتب CRL G9، الهاتف 75179، البريد الإلكتروني claire.vallance@chem.ox.ac.uk)
هذه هي مذكرات محاضرات للسنة الثانية دورة الكيمياء العامة المسماة 'التماثل أنا' في المخطط بالطبع. أنها تحتوي على كل شيء في الشرائح محاضرة، جنبا إلى جنب مع بعض المعلومات الإضافية. يجب عليك، بالطبع، لا تتردد في تقديم الملاحظات الخاصة بك أثناء المحاضرات إذا كنت تريد كذلك. إذا كان أي شخص يود يائسة نسخة من الشرائح محاضرة، البريد الإلكتروني لي في نهاية الدورة التدريبية، وسوف نرسل لك واحد (وهو حوالي 2 ميغابايت في حجم الملف).
في مرحلة ما بعد كل محاضرة، وقبل التالي، وأوصى بشدة أن تقرأ الأجزاء ذات الصلة من النشرات محاضرة من أجل توحيد المواد من المحاضرة السابقة وقم بتحديث الذاكرة الخاصة بك. نظرية المجموعة صعبة جداً في المرة الأولى التي يواجهونها من العثور على معظم الناس (بما في ذلك لي!)، وسوف ربما تجد صعوبة في استيعاب كل شيء على الذهاب الأولى في المحاضرات دون القيام بأي قراءة إضافية. والخبر السار أن القليل من الجهد إضافية على الجزء الخاص بك ونحن نمضي على طول ينبغي بسهولة تمنعك من التخبط ميؤوس منها!
إذا كان لديك أسئلة في أي لحظة، لا تتردد أن نطلب منهم أما أثناء أو بعد المحاضرات، أو الاتصال بي عن طريق البريد الإلكتروني أو في الإدارة (تفاصيل الاتصال المذكورة أعلاه).
أدناه هي قائمة (شاملة لا حال من الأحوال) لبعض الكتب التي قد تجدها مفيدة للدورة التدريبية. إذا كان أي من هذه النداء بإلقاء نظرة في مكتبة الكلية أو مكتبة هوك RSL حتى يمكنك العثور على واحد الذي يناسبك.
آتكينز-المادية "آتكينز الكيمياء"-التماثل "الجزيئي من شركة اوغدن ميكانيكا الكم" – مقدمة لنظرية المجموعة القطن – التطبيقات الكيميائية لنظرية الزمر ديفيدسون – "التماثل الجزيئي" (أكسفورد الكيمياء التمهيدي) "الكيميائيين الإبريق" – وهيكل شرايفر، آتكينز ولانغفورد – غير العضوية الكيمياء ألن فنسنت – التماثل الجزيئي ونظرية الزمر (إيلي)
أيضا، للحصول على أنك بدأته، وفيما يلي عدد قليل من المواقع المفيدة. وأنا متأكد من أن هناك العديد من أكثر من ذلك، وإذا كان يمكنك العثور على أي أشخاص آخرين كنت أعتقد أنا ينبغي أن تشمل، يرجى البريد الإلكتروني لي واسمحوا لي أن أعرف حتى أنا يمكن تنبيه الأجيال المقبلة من السنوات الثانية.
http://www.reciprocalnet.org/edumodules/symmetry/intro.html (تعليمي جيد على المجموعات نقطة، وبعض جوانب التماثل ونظرية الزمر، مع الكثير من الهياكل الجزيئية 3D لتتمكن من اللعب مع)
http://www.chemistry.nmsu.edu/studntres/chem639/symmetry/group.html (صغير مفيد تقديم جداول الحرف والحد من الاحتجاجات، التي ستعرف كل شيء عن طريق حول المحاضرة 5 من هذا بالطبع)
ملاحظة: A مشكلة ورقة هو يعلق إلى نهاية من هذا صدقة
محتويات
1.
مقدمة
2.
عمليات التناظر والتماثل العناصر
3.
تصنيف الجزيئات – المجموعات نقطة التماثل
4.
التماثل والخصائص الفيزيائية
4.1.
قطبية
4.2.
شرليتي
5.
الجمع بين عمليات التماثل: 'مجموعة الضرب'
6.
بناء مجموعات أعلى من مجموعات أبسط
7.
تعريف رياضي من مجموعة
8.
"استعراض المصفوفات"
8.1.
تعريفات
8.2.
الجبر مصفوفة
8.3
توجيه المنتجات
8.4.
معكوس المصفوفات والمحددات
9.
مصفوفات التحويل
10.
تمثيلات مصفوفة المجموعات
10.1.
مثال: تمثيل مصفوفة للفريق نقطة C3v (جزيء الأمونيا)
10.2.
على سبيل مثال: تمثيل مصفوفة من مجموعة C2v نقطة (الراديكالي اليل)
11.
خصائص تمثيل مصفوفة
11.1.
تحويلات التشابه
11.2.
أحرف تمثيلات
12.
الحد تمثيلات أنا
13.
أنواع التماثل وتمثيلات الاختزال
14.
حرف الجداول
15.
الحد تمثيلات الثاني
15.1
المفاهيم العامة من تعامد
15.2
علاقات تعامد في نظرية المجموعة
15.3
استخدام الكثير لتحديد إيريبس موزعة حسب أساس
16.
التماثل تكيف تركيبات الخطي
17.
تحديد ما إذا كان يمكن يتجزأ غير الصفر
18.
الرابطة في دياتوميكس
19.
الرابطة في بولياتوميكس--بناء المدارات الجزيئية من سالكس
20.
حساب الطاقات المدارية ومعاملات التوسع
21.
حل المعادلات العلمانية
21.1
صياغة مصفوفة من مجموعة من المعادلات الخطية
21.2
حل للطاقات المدارية ومعاملات التوسع
22.
موجز للخطوات التي تنطوي عليها بناء المدارات الجزيئية
23.
مثال الترابط أكثر تعقيداً – المدارات الجزيئية من H2O
23.1
تمثيل مصفوفة والأحرف وسالكس
24.
الجزيئية الاهتزازات
24.1
الجزيئية درجات الحرية – تحديد العدد من وسائط الذبذبات العادي
24.2
تحديد التماثلات الالتماسات الجزيئية
24.3
تشرد الذري باستخدام أساس ديكارت 3N
24.4
الاهتزازات الجزيئية باستخدام الإحداثيات الداخلية
25.
ملخص لتطبيق نظرية المجموعة إلى الالتماسات الجزيئية
26.
نظرية المجموعات والدول الإلكترونية الجزيئية
27.
التحليل الطيفي – تفاعل الذرات والجزيئات مع الضوء
27.1
الإلكترونية والتحولات في جزيئات
27.2
Vibrational التحولات في جزيئات
27.3
رامان تبعثر
28.
موجز
29.
الملحق أ – البراهين قليلة inclined
30.
التذييل باء – حرف الجداول وجداول المنتج المباشر
المشكلة ورقة
3

1.
مقدمة
لك سوف يكون على دراية مفهوم التماثل في شعور كل يوم. إذا قلنا شيئا 'متناظرة'، وعادة ما يعني أنها مرآة التناظر أو التماثل 'اليسار'، وسوف ننظر نفسه إذا كان ينظر في مرآة. التماثل أيضا مهم جداً في الكيمياء. بعض الجزيئات بشكل واضح 'متناظرة أكثر' من الآخرين، لكن ما هي عواقب هذا لديه، أن وجدت؟ والهدف من هذه الدورة هو لتوفير علاج منتظم للتماثل في الأنظمة الكيميائية داخل إطار الرياضية المعروفة باسم نظرية المجموعة (سوف تصبح السبب للاسم الظاهر في وقت لاحق). مرة واحدة وقد صنفنا التماثل من جزيء، نظرية المجموعة يوفر مجموعة قوية من الأدوات التي توفر لنا مع قدر كبير من التبصر في العديد من خصائصه الكيميائية والفيزيائية. تتضمن بعض التطبيقات لنظرية المجموعة التي سيتم تغطيتها في هذه الدورة التدريبية:


أنا) التنبؤ عما إذا كان سوف يكون جزيء معين مراوان، أو القطبية.
الثاني) دراسة الترابط الكيميائي و visualising المدارات الجزيئية.
الثالث) التنبؤ بما إذا كان جزيء قد تمتص الضوء استقطاب معطى، والذي الطيفية
التحولات قد يكون متحمس إذا فعلت ذلك.
رابعا) التحقيق في الطلبات الذبذبات للجزيء.


لك قد أيضا تلبية بعض من هذه المواضيع مرة أخرى، ربما بمزيد من التفصيل، في دورات لاحقة (لا سيما "التماثل الثاني"، وعن أكثر inclined بينكم، ميكانيكا الكم التكميلية). ومع ذلك، سيتم عرض هنا أن أقدم لكم عرضاً واسعاً إلى حد ما لقدرات وتطبيقات لنظرية المجموعة مرة واحدة وقد عملنا من خلال المبادئ الأساسية و 'الأجهزة' من الناحية النظرية.
2.
عمليات التناظر والتماثل العناصر
عملية تماثل هو إجراء الذي يترك كائن يبحث نفسه بعد أن قد نفذت. على سبيل المثال، إذا نأخذ جزيء الماء واستدارة 180° حول محور يمر عبر وسط الذرة يا (بين ذرات ح اثنين) سيبدو نفسها كما كانت من قبل. كما سيبدو نفسه إذا كان علينا أن نفكر أنه من خلال أي من الطائرتين مرآة، كما هو مبين في الشكل أدناه.
التفكير
التناوب
الانعكاس
(operation) (العملية) (العملية)
محور الطائرة مرآة symmetry
(element)
(عنصر) مرآة الطائرة (عنصر)
كل عملية التماثل يحتوي على عنصر تماثل المطابق، الذي هو محور، الطائرة أو الخط أو النقطة التي نفذت عملية التماثل. عنصر التناظر يتكون من جميع النقاط التي تبقى في نفس المكان عند تنفيذ عملية التماثل. بتناوب، الخط النقاط التي تبقى في نفس المكان تشكل محور تناظر؛ في انعكاس تشكل النقاط التي تظل دون تغيير طائرة للتماثل. عناصر التماثل التي قد تكون في حوزتها جزيء:
1.
ه-الهوية. عملية الهوية يتكون من القيام بأي شيء، وعنصر التماثل المطابق هو جزيء كامل. وقد كل جزيء على الأقل هذا العنصر.
2.
Cn-محور دوران الطي ن. التناوب من 360 °/n يترك الجزيء دون تغيير. جزيء H2O أعلاه قد يكون محور C2. بعض جزيئات لها أكثر من محور Cn، الذي يسمى حالة واحدة مع قيمة أعلى من n المحور الرئيسي. علما أن التناوب يتم عكس اتجاه عقارب الساعة حول المحور بالاتفاقية.
3.
Σ-طائرة تماثل. يترك التفكير في الطائرة جزيء يبحث نفسه. في جزيء يحتوي أيضا على محور التناظر، طائرة مرآة ويشمل المحور تسمى طائرة عمودية مرآة وهو المسمى σv، في حين واحد عمودي على محور ما يسمى طائرة مرآة أفقي وهو المسمى σh. طائرة عمودية مرآة التي تقع في الزاوية بين المحورين C2 تسمى طائرة مرآة ثنائي السطح، Σd.
4.
أنا-مركز التماثل. انعكاس من خلال المركز التناظر يترك الجزيء دون تغيير. انعكاس يتكون من تمرير كل نقطة من خلال المركز من انعكاس وعلى المسافة نفسها على الجانب الآخر من الجزيء. ويرد أدناه مثال على جزيء مع كز انعكاس.
5.
Sn-محور دوران غير لائق الطي ن (يسمى أيضا محور نادي الروتاري-التفكير). عملية التفكير دوارة تتكون من الدورية من خلال/n زاوية 360 ° حول المحور، تليها يعكس في مستوى عمودي على المحور. علما أن S1 هو نفسه كانعكاس و S2 هو نفسه كانعكاس. جزيء الموضح أعلاه على محورين S2.
الهوية الإلكترونية وتناوب Cn هي عمليات التماثل التي يمكن تنفيذها فعلا في جزيء. ولهذا السبب تسمى عمليات التماثل السليم. تأملات والعكس وتناوب غير لائق يمكن فقط أن يتصور (ليس من الممكن فعلا لتحويل جزيء إلى صورتها في مرآة أو عكس ذلك دون بعض إعادة ترتيب جذرية إلى حد ما من روابط كيميائية) وهي على هذا النحو، ووصف عمليات التماثل غير لائق.
مذكرة بشأن التعاريف المحور: تقليديا، عندما فرض مجموعة من المحاور الديكارتية في جزيء (كما أننا سنحتاج إلى
يجري ترجمتها، يرجى الانتظار ..
النتائج (العربية) 3:[نسخ]
نسخ!
التماثل الجزيئي جماعة نظرية وتطبيقات &
محاضر: كلير vallance (مكتب الاتصال بخادم CRL g9, 75179 هاتف البريد الإلكتروني claire.vallance@chem.ox.ac.uk )
هذه المحاضرة الثانية يلاحظ الكيمياء العامة دورة العام "التناسب" في سياق المخطط. وهي تتضمن كل شيء في المحاضرة والشرائح على طول مع بعض المعلومات الإضافية. يجب، بالطبع،لا تتردد في أن الملاحظات أثناء المحاضرات إذا أردت. إذا كان أي شخص يمكن أن تمس مثل نسخة من المحاضرة والشرائح راسلني على البريد الإلكتروني في نهاية الدورة و سوف أرسل لك ملف واحد (حوالي 2 ميجابايت).
في بعض نقطة بعد كل محاضرة، قبل الدورة المقبلة,وإنني أوصي بشدة أن تقرأ فى الفروع ذات الصلة من المحاضرة البيان من أجل تدعيم من المحاضرة السابقة و تحديث الذاكرة. معظم الناس ( بما فيهم أنا!) إيجاد نظرية الزمر تحدياً كبيراً للمرة الأولى التي يواجهونها , ربما تجد صعوبة في استيعاب كل شيء على أول في المحاضرات دون القيام بأي قراءة إضافية.الأخبار الجيدة هي أن قليلاً من الجهد ما يمنعك أن بسهولة من الحصول على نحو ميئوس منه فقد !
إذا كان لديك أي أسئلة على أي نقطة الرجاء لا تتردد في طلب منهم إما أثناء أو بعد المحاضرات ، أو الاتصال بي عبر البريد الإلكتروني أو في وزارة الاتصال أعلاه).
ويرد أدناه (غير شاملة) قائمة من بعض الكتب قد تجد المفيد. إذا كان أي من هذه المناشدة، النظر في مكتبة كلية, هوك مكتبة أو RSL حتى تجد من يناسبك.
أتكينز أتكينز - كيمياء فيزيائية - الجزيئية لميكانيكا الكم شركة أوغدن - مقدمة إلى التماثل الجزيئي )أكسفورد كتيب الكيمياء قطن - الكيميائية من مجموعة التطبيقات نظرية ديفيدسون - نظرية الزمر للكيميائيين غلاية - التماثل هيكل شريفر ، و The Langford - كيمياء لاعضوية ألن فنسنت - التماثل الجزيئي نظرية ويلي (مجموعة)
كما أن الحصول على البدء،هنا مواقع مفيدة. أنا متأكد من أن هناك الكثير و إذا وجدت في حين أعتقد أنني ينبغي أن تشمل، يرجى البريد الالكتروني لي واسمحوا لي أن أعرف ذلك وأنا تنبيه الاجيال المقبلة من الثانية.
http://www.reciprocalnet.org/edumodules/symmetry/intro.html (برنامج تعليمي جيد على النقطة وبعض جوانب من نظرية التماثل الفريق,مع الكثير من 3D الهياكل الجزيئية عليك أن تلعب مع )
http://www.chemistry.nmsu.edu/studntres/chem639/symmetry/group.html (a يساعد الصغير تقديم جداول الحروف و الحد من الاحتجاجات التي ستعرف كل شيء عن طريق محاضرة عن 5 من هذا المساق )
ملاحظة : مشكلة الميزانية العمومية المرفقة في نهاية هذا البيان
محتويات
1.
مقدمة
2.
التماثل و التماثل عناصر العمليات
3.
تناسق تصنيف الجزيئات - نقطة
4 مجموعات "
التماثل الخواص الفيزيائية
4.1 .

4.2 القطبية "
كايرالية
5
تجمع بين التناسق: "مجموعة" مضاعفة
6
بناء أعلى من المجموعات المجموعات أبسط
7
تعريف الرياضيات من مجموعة
8 "
مراجعة المصفوفات "

8.1 8.2 التعاريف

" ماتريكس "الجبرا كابيتال"

8.3
8.4 المنتجات مباشرة.
عكس المصفوفات و المحددات
9"

10 عملية التحول المصفوفات المصفوفة "

احتجاجات من مجموعات 10.1 "
فعلى سبيل المثال: مصفوفة تمثيل C3V النقطة مجموعة جزيء النشادر )
10.2 .
فعلى سبيل المثال: مصفوفة تمثيل C2V النقطة مجموعة متطرفة allyl)
11.
خصائص المصفوفة البيانات
11.1 "

تشابه بتحويل 11.2 .
أحرف من بيانات
12.
تخفيض التمثيل الأول
13.
لا تناسب نوع بيانات
14. جداول الحروف

15.
تخفيض التمثيل الثاني

15.1 من المفاهيم العامة 15.2 التعامدية

التعامدية العلاقات في نظرية الزمر

15.3 باستخدام الكثير لتحديد irreps تشمل أساسا
16.
التماثل الخطي تكييف تركيبات

17.تحديد ما إذا كان يمكن أن يكون جزءا لا يتجزأ من غير الصفر
18.
رابط في diatomics
19.
رابط في polyatomics - بناء الجزيئات من الاندماج الخطي للمدارات الذرية والمدارات الجزيئية salcs
20.
حساب المدارية و توسيع الطاقات معاملات
21.
حل المعادلات العلمانية

مصفوفة 21.1 صياغة مجموعة من المعادلات الخطية

حل على 21.2 المداري و توسيع الطاقات معاملات
22.
ملخص خطوات بناء الجزيئات الاندماج الخطي للمدارات الذرية والمدارات الجزيئية
23.
رابط أكثر تعقيدا مثل الاندماج الخطي للمدارات الذرية والمدارات الجزيئية الجزيئية من H2O

23.1 تمثيل مصفوفة، أحرف salcs
24. اهتزازات الجزيئات


الجزيئية 24.1 درجة من حرية تحديد عدد من أوضاع طبيعية vibrational

24.2تحديد تضليل إعلامي وتماثلات باطلة من الطلبات الجزيئية

24.3تشريد الذرية باستخدام 3N اساس الديكارتية

24.4 الجزيئية باستخدام الذبذبات الداخلية بتنسيق
25.
موجز تطبيق مجموعة الاقتراحات النظرية الجزيئية
26.
مجموعة النظرية الجزيئية الدول الالكترونية
27.
الطيفي - تفاعل الذرات والجزيئات مع ضوء

27.1 في جزيئات التحولات الإلكترونية

vibrational التحولات 27.2 في جزيئات

27.3 رامان وتشتت
28.

موجز 29 "
الملحق أ - بعض الادلة الحسابية
30.
التذييل باء - جداول الحروف و نتاج مباشر الجداول مشكلة

3
ورقة
1

مقدمة لك سوف تكون مع مفهوم التماثل في كل يوم. اذا قلنا ما هو متماثل'، ونحن عادة ما يعني أنها قد تعكس التناسق، أو "اليسار" يوءديو سوف ابحث عن نفس إذا ما نظر إليها في المرآة . التماثل هو أيضا مهم جدا في الكيمياء. بعض جزيئات "بوضوح" أكثر اتساقا من غيرها ، ولكن ما علاقة ذلك، إن وجدت ؟الهدف من هذا المساق هو تقديم علاج منتظم من التماثل في الكيميائية الرياضيات داخل إطار النظرية المعروفة باسم مجموعة (سبب اسم ستتضح فيما بعد). عندما صنف التماثل من جزيء ، نظرية الزمر يوفر مجموعة قوية من الأدوات التي تتيح لنا رؤية كبيرة في العديد من الخصائص الفيزيائية و الكيميائية .بعض تطبيقات نظرية الزمر التي سيتم تناولها في هذا المساق ما يلي:


I) التنبؤ ما إذا كان سوف يكون جزيء مرآوي، أو القطبية.
2' دراسة الترابط الكيميائي و visualising الاندماج الخطي للمدارات الذرية والمدارات الجزيئية والجزيئية .
الثالث) التنبؤ إذا كان الجزيء قد تمتص من ضوء الاستقطاب معين، والخاص بالساتل المطيافي لقياس المصادر البعيدة
الانتقال قد يكون سعيد إذا.
' 4' التحقيق فى vibrational الطلبات من جزيء .


ربما مع بعض من هذه المواضيع مرة أخرى، ربما بمزيد من التفصيل، في مساقات لاحقة (ولا سيما التماثل الثاني، يميل أكثر تميزًا في لميكانيكا الكم التكميلية). ومع ذلك,كما سيتم عرض هنا لك على نطاق واسع مقدمة قدرات وتطبيقات نظرية الزمر مرة إننا نعمل من خلال المبادئ الاساسية "آلية" من نظرية.
2
التماثل و التماثل عناصر العمليات
عملية التماثل هو أن يترك موضوع البحث بعد أن تم تنفيذها. على سبيل المثال،إذا أخذنا على جزيء من الماء وأدره من 180 درجة عن محور يمر عبر وسط O الذرة (بين H الذرات( نفس قبل . وينبغي لها أيضا أن تنظر إلى نفسها إذا ما نفكر من خلال أي من المرآة الطائرات، كما هو موضح في الشكل أدناه.

التناوب التفكير التفكير

(العملية) (العملية) (العملية)
محور التماثل
)العنصر ) المرآة الطائرة الفائقة
(عناصر) طائرة المرآة (عنصر التناسب(
كل عملية المقابلة عنصر التماثل، وهو محور الطائرة، أو من التي تناسب العملية. ويتألف عنصر التماثل من جميع النقاط التي تبقى في نفس المكان عند إجراء عملية التماثل. في التناوب,الخط من نقطة أن البقاء في نفس المكان يشكل محور التماثل في التفكير في النقاط التي تظل دون تغيير أن تصل طائرة من التماثل. عناصر التماثل أن جزيء قد تملك هي :
1
ه - هوية. هوية عملية تتكون من فعل شيئا من تناسق العناصر المقابلة كاملة جزيء . كل جزيء على الأقل هذا العنصر.
2.
cn - N-Fold لمحور الدوران. بتناوب 360 درجة فهرنهايت /n يغادر الجزيء دون تغيير. H2O جزيء أعلاه على ج2 محور. بعض جزيئات أكثر من واحدة من طراز CN المحور في هذه الحالة مع أعلى قيمة N يسمى المحور الرئيسي. علما أن اتفاقية تناوب على عكس اتجاه عقارب الساعة حول محور .
3.
Σ - طائرة التماثل.التفكير في الطائرة يغادر الجزيء البحث. في جزيء يحتوي على محور التماثل، طائرة على المرآة أن يتضمن هذا المحور الرأسي ويسمى المرآة طائرة σv صنف واحد عمودي على محور أفقي يسمى المرآة طائرة σh الموسومة. طائرة عمودية المرآة أن تفصل بين اثنين زاوية C2 محاور تسمى المرآة dihedral الطائرة,σd.
4.
1- مركز التماثل. انعكاس من خلال مركز التناظر يغادر الجزيء دون تغيير. القلب يتكون من تمرير كل نقطة المركز من انعكاس على نفس المسافة على الجانب الآخر من جزيء . على سبيل المثال من جزيء مع مركز القلب هو موضح أدناه.
5.
SN - N-Fold سوء دوران المحور الدوار كما دعا بالتأمل العميق محور).عملية التفكير الدوار يتكون الدوري من خلال زاوية 360 درجة فهرنهايت /n عن المحور ثم تعكس متعامد على المحور. علما أن S1 هو نفس التفكير S2 هو نفس القلب. إن جزيء الموضحة أعلاه على S2 محاور.
هوية ه وتناوب CN من تناسق العمليات التي يمكن أن تتم على جزيء .لهذا السبب يسمى حسن تناسق العمليات. أفكار غير تناوب العكس لا يمكن أن يتصور أنه فعلا لا يمكن أن يتحول جزيئا في المرآة صورة أو على عكس ذلك دون إعادة ترتيب بعض صارمة من سندات الكيميائية) هذه، وصف عمليات التناظر غير صحيحة.
مذكرة حول محور التعاريف: وكما هو متعارف عليه,عندما تفرض مجموعة من المحاور الديكارتية على جزيء (كما نحتاج إلى
يجري ترجمتها، يرجى الانتظار ..
 
لغات أخرى
دعم الترجمة أداة: الآيسلندية, الأذرية, الأردية, الأفريقانية, الألبانية, الألمانية, الأمهرية, الأوديا (الأوريا), الأوزبكية, الأوكرانية, الأويغورية, الأيرلندية, الإسبانية, الإستونية, الإنجليزية, الإندونيسية, الإيطالية, الإيغبو, الارمنية, الاسبرانتو, الاسكتلندية الغالية, الباسكية, الباشتوية, البرتغالية, البلغارية, البنجابية, البنغالية, البورمية, البوسنية, البولندية, البيلاروسية, التاميلية, التايلاندية, التتارية, التركمانية, التركية, التشيكية, التعرّف التلقائي على اللغة, التيلوجو, الجاليكية, الجاوية, الجورجية, الخؤوصا, الخميرية, الدانماركية, الروسية, الرومانية, الزولوية, الساموانية, الساندينيزية, السلوفاكية, السلوفينية, السندية, السنهالية, السواحيلية, السويدية, السيبيوانية, السيسوتو, الشونا, الصربية, الصومالية, الصينية, الطاجيكي, العبرية, العربية, الغوجراتية, الفارسية, الفرنسية, الفريزية, الفلبينية, الفنلندية, الفيتنامية, القطلونية, القيرغيزية, الكازاكي, الكانادا, الكردية, الكرواتية, الكشف التلقائي, الكورسيكي, الكورية, الكينيارواندية, اللاتفية, اللاتينية, اللاوو, اللغة الكريولية الهايتية, اللوكسمبورغية, الليتوانية, المالايالامية, المالطيّة, الماورية, المدغشقرية, المقدونية, الملايو, المنغولية, المهراتية, النرويجية, النيبالية, الهمونجية, الهندية, الهنغارية, الهوسا, الهولندية, الويلزية, اليورباية, اليونانية, الييدية, تشيتشوا, كلينجون, لغة هاواي, ياباني, لغة الترجمة.

Copyright ©2024 I Love Translation. All reserved.

E-mail: