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軌域對稱英文解釋翻譯、軌域對稱的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【機】 orbital symmetry

分詞翻譯:

軌的英語翻譯:

course; orbit; rail; track
【計】 orbiting laboratory

域的英語翻譯:

field; region; territory
【計】 D; domain; field; saved area
【化】 domain

對稱的英語翻譯:

symmetry
【化】 symmetry
【醫】 symmetry

專業解析

在量子化學領域,"軌域對稱"(Orbital Symmetry)指原子軌道或分子軌道波函數在特定對稱操作(如旋轉、反映、反演)下表現出的數學對稱性質。該概念對理解化學鍵形成、反應選擇性和光譜行為至關重要,以下是漢英對照解析:


一、術語拆解與定義

  1. 軌域 (Orbital)

    對應英文"orbital",指描述電子空間運動狀态的波函數(ψ),其模平方(|ψ|²)表示電子概率密度分布。例如:

    • s軌域呈球對稱(spherical symmetry)
    • p軌域具軸對稱(axial symmetry)

      來源:國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)《Compendium of Chemical Terminology》

  2. 對稱 (Symmetry)

    對應"symmetry",指體系在幾何變換(如旋轉、鏡像)下的不變性。軌域對稱性通過點群理論(Point Group Theory)分類,如苯分子屬 (D_{6h}) 點群。

    來源:徐光憲《量子化學:基本原理從頭算》


二、軌域對稱的核心原理

軌域波函數的對稱性由特征标(Character) 量化,滿足群表示理論:

$$ chi(R) = int psi^* hat{R} psidtau $$

其中 (hat{R}) 為對稱操作算符,(chi(R)) 為操作 (R) 的特征标。對稱匹配的軌域(如相同不可約表示)可有效重疊成鍵,反之則形成反鍵軌道。

來源:科頓《群論在化學中的應用》


三、應用實例

  1. 前線軌道理論(FMO Theory)

    周環反應的選擇性由最高占據軌道(HOMO)與最低未占軌道(LUMO)的對稱性決定。如丁二烯電環化反應中,對旋/順旋路徑的選擇取決于軌道對稱守恒。

    來源:福井謙一《Frontier Orbitals and Reaction Paths》

  2. 光譜躍遷選律

    紫外-可見光譜中,允許躍遷要求初末态軌道的對稱性滿足 (Gamma_i otimes Gammaf supset Gamma{text{偶極}})(含全對稱表示)。

    來源:Herzberg《Molecular Spectra and Molecular Structure》


四、權威參考文獻

  1. IUPAC術語定義:Gold Book "orbital" 條目
  2. 徐光憲. 量子化學:基本原理從頭算. 科學出版社, 2007.
  3. Cotton, F. A. Chemical Applications of Group Theory. Wiley, 2003.
  4. Fukui, K. Theory of Orientation and Stereoselection. Springer, 1975.
  5. Herzberg, G. Electronic Spectra of Polyatomic Molecules. Van Nostrand, 1966.

網絡擴展解釋

“軌域對稱”是化學和量子力學中的概念,指原子或分子軌道在空間變換(如旋轉、反射等)下表現出的對稱性質。以下是詳細解釋:

  1. 對稱的基本定義
    對稱指物體或圖形在特定變換(如鏡像、旋轉)後與原始狀态完全重合的特性。例如,正方形繞中心旋轉90°後形狀不變。

  2. 軌域對稱的物理意義
    軌域(原子軌道/分子軌道)的對稱性由其波函數決定。例如:

    • s軌道:球對稱,繞任意軸旋轉均保持不變;
    • p軌道:軸對稱,繞特定軸旋轉180°後符號反轉;
    • d軌道:具有更複雜的對稱軸和節面。
  3. 對稱性在化學中的應用

    • 分子軌道理論:原子軌道需滿足對稱性匹配才能有效組合(如σ鍵需軌道沿鍵軸對稱,π鍵需鏡像對稱)。
    • 軌道對稱守恒原理(伍德沃德-霍夫曼規則):化學反應中軌道的對稱性需保持一緻,否則反應難以進行。
  4. 數學描述示例
    軌道對稱性可通過點群理論分析。例如,水分子(C₂ᵥ對稱群)的軌道需滿足該群的對稱操作(如繞C₂軸旋轉、鏡像反射)。

建議參考量子化學教材或專業文獻(如《分子軌道對稱性守恒原理》)獲取更系統的理論推導和實例分析。

分類

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