
【機】 orbital symmetry
course; orbit; rail; track
【計】 orbiting laboratory
field; region; territory
【計】 D; domain; field; saved area
【化】 domain
symmetry
【化】 symmetry
【醫】 symmetry
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:
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:
來源:國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)《Compendium of Chemical Terminology》
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》
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》
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》
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》
“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:
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。
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:
對稱性在化學中的應用
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。
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