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結構生物化學/特徵表

來自華夏公益教科書

特徵表

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以下是一個特徵表的示例。

檔案:D4h.png
D4h 特徵表

點群的對稱性越高,特徵表就越複雜。因此,有時可以降低點群的複雜性和對稱性,並用更低對稱性的點群進行近似。例如,在 D4h 中,特徵表如上所示。但是,為了簡化表格,可以將點群近似為 C4v 點群。如以下所示。

檔案:C4v.png
C4v 特徵表

特徵表由 5 部分組成。

1. 點群符號位於特徵表左上角。

2. 屬於點群的操作位於頂行,按類組織。

3. 不可約表示的 Mulliken 符號位於左側列。

4. 不可約表示的特徵位於表格的中心。這些是基函式對群操作的響應結果。

5. 右側列出了一些特定函式。這些函式顯示了該函式可以作為基函式的不可約表示。

Mulliken 符號

A – 單重簡併,意味著只有一個軌道具有該特定的對稱性和能級。關於主要旋轉軸對稱。

B – 單重簡併,意味著只有一個軌道具有該特定的對稱性和能級。關於主要旋轉軸反對稱。

E – 雙重簡併,意味著兩個軌道具有相同的對稱性和相同的能級。這些軌道一起變換。

T – 三重簡併,意味著三個軌道具有相同的對稱性和相同的能級。這些軌道一起變換。

下標 g – 關於反演中心對稱。

下標 u – 關於反演中心反對稱。

下標 1 – 關於垂直 C2 軸對稱

下標 2 – 關於垂直 C2 軸反對稱。

‘(素數)– 表示關於水平反射平面對稱

”(雙素數)– 表示關於水平反射平面反對稱

如何使用特徵表

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將中心原子的軌道放置在原點。對軌道執行對稱操作。

如果軌道的符號沒有改變,則特徵返回正 1。

如果符號反轉,則特徵返回負 1。

原點處的 S 軌道

以上是位於原點的中心原子的 S 軌道。請記住,將中心原子的軌道始終放置在原點非常關鍵。請參閱圖 VIII,C4v 點群中共有五個操作。

1. 如果對該 S 軌道執行 E 操作,則特徵返回正 1,因為 S 軌道的符號保持不變。

2. 如果對該 S 軌道執行 C4 操作,則特徵返回正 1(按照慣例,主要旋轉軸始終放置在 z 軸上)。

3. 如果對該 S 軌道執行 A C2 操作,則特徵返回正 1。

4. 如果對該 S 軌道執行穿過鍵的鏡面反射,則特徵返回正 1。

5. 如果對該 S 軌道執行鍵之間的鏡面反射,則特徵返回正 1。


原點處的 Px 軌道

以上是位於原點的中心原子的 Px 軌道。請參閱 C2v 特徵表,該點群中共有 4 個對稱操作。

1. 如果對該 Px 軌道執行 E 操作,則特徵返回正 1。

2. 如果對該 Px 軌道執行沿 z 軸的 C2 操作,則特徵返回負 1,因為符號反轉。

3. 如果對該 Px 軌道執行 xz 平面的垂直鏡面反射,則特徵返回正 1。

4. 如果對該 Px 軌道執行 yz 平面的垂直鏡面反射,則特徵返回負 1。

由於特徵返回 1、-1、1、-1,因此相應的 Mulliken 符號為 B1。

由於所有特徵都返回 1、1、1、1、1,與表格左側的 Mulliken 符號匹配,因此 A1 是該 S 軌道的不可約表示。S 軌道是一個完美的球體,因此很明顯它是一個完全對稱的軌道。


參考文獻

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Figueroa, Joshua. "對稱性和對稱元素簡介"。無機化學。加州大學聖地亞哥分校,拉霍亞。2012 年 10 月。講座。

Figueroa, Joshua. "對稱操作和特徵表"。無機化學。加州大學聖地亞哥分校,拉霍亞。2012 年 10 月。講座。

Figueroa, Joshua. "特徵表,中心原子的不可約表示"。無機化學。加州大學聖地亞哥分校,拉霍亞。2012 年 10 月。講座。

Figueroa, Joshua. "對稱元素和點群"。無機化學。加州大學聖地亞哥分校,拉霍亞。2012 年 10 月。講座。

Figueroa, Joshua. "SALCS,分子軌道圖和高對稱性點群"。無機化學。加州大學聖地亞哥分校,拉霍亞。2012 年 10 月。講座。

"對稱資源"。奧特本大學。N.p.,n.d. 網頁。2012 年 11 月 20 日。<http://symmetry.otterbein.edu/>.

"點群對稱特徵表 - 線上化學教育"。點群對稱特徵表 - 線上化學教育。N.p.,n.d. 網頁。2012 年 11 月 20 日。<http://www.webqc.org/symmetry.php>.

Miessler, Gary L. 和 Donald A. Tarr。無機化學。新澤西州上鞍河:皮爾遜普倫蒂斯-霍爾,2011 年。印刷版。

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