群論在化學裡有哪些你喜歡的具體應用?


別人問的是具體應用你們老是來推薦書幹嘛

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1、最經典是構建苯的共軛軌道了吧這個幾乎所有課都會有講,等下介紹個如何構建兩個benzyne 2+2 環加成之後的結構的共軛軌道。

2、其次分子的紅外活性拉曼活性的判斷,根據分子的對稱性所屬點群構建F和G matrices然後計算各種振動模式的力常數。

量子力學上,我知道的可以用於構建 2 spin system 的equilibrium density operator, 約化構建的矩陣,計算quantum computer里不同spin體系的quabits數量等等

3、有機合成上,C2點群的催化劑用合成isotactic的polymer而Cs點群的催化劑用於合成syndiotactic的polymer。

以上三個條目的細節考完final 慢慢補。

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1、先說C2點群的催化劑用於合成isotactic polymer吧。

上圖中的Zr配合物擁有C2對稱性,由於對稱性產生的C2對稱的空間位阻,通過pi-配鍵配位的取代烯烴的取代基就只能是採用一種取向(紙面外)通過 migratory insertion之後P基團遷移到了烯烴的二號位上,polymer chain growth。 此時P轉移而空出來的coordination site 被另外一個烯烴pi配位,同樣由於空阻影響此時取代基更favor 紙面內的朝向,由此合成出來的polymer是isotactic的。

上圖中擁有Cs 對稱性的催化劑,其空間位阻對於烯烴取代基的favor的朝向的影響和之前C2的就相反,合成出的polymer是擁有syndiotactic的構型的。

可以看到在設計催化劑的時候研究者肯定是運用了群論的思想的,事實上群論在催化劑設計上有很多應用,尤其是涉及到手性分子合成的催化劑。

2、Benzene及Benzyne的分子軌道構建。


推薦F.A.Cotton的Chemical Applications of Group Theory. 寫得幾乎沒有破綻且通俗.

讀讀原版教材, 別道聽途說哦.


分子點群每一個不可約表示對應波函數的一組基,其中k維不可約表示對應一組k重簡併的波函數。簡直神了。


說兩個最最最基礎也是大多數學習化學的同學會接觸到的吧

1.更好的理解紅外(IR)與拉曼(Raman)譜圖。Group theory不僅在於理解各種化合物的立體結構,稍微深一點就是各種共價鍵震動的方式,這正是使紅外與拉曼兩種儀器分析方式相互區分和聯繫的點。

2.無機生物化學中,一些蛋白質的金屬活性中心的性質研究。有興趣可以自己搜索血紅蛋白,常見的Blue copper protins(Type1 coppr),入門級別。

有興趣的話答主可以就這兩點展開點。。。 本科的時候還是蠻頭大這部分的,買套分子模型自己拼著玩玩對理解還是不錯的。


軌道性格


結構化學 晶體化學 吧


推薦本書叫《群論在固體物理中的應用》,雖然是固體物理,但是確實是講解了大量的對稱點群,空間群的知識,應該算是結構化學晶體學部分的數學基礎了


科頓:群論在化學中的應用

試試這本


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