18 Марта 2015

Использование математической теории групп для классификации молекулярных орбиталей

Аналогии в области химии   Просмотров: 1576

Роберт  Малликен

Роберт Малликен склонился к заключению об использовании математической теории групп для классификации молекулярных орбиталей при анализе формы ряда сложных молекул по аналогии с использованием теории групп в квантовой механике, где она приобрела большое значение благодаря исследованиям Э.Вигнера. Эту аналогию Р.Малликену впервые подсказал лауреат Нобелевской премии по физике за 1977 год Джон Ван Флек.

В статье «Малликен Роберт Сандерсон» (сайт «Кругосвет») Кирилл Зеленин констатирует: «Малликену, а также немецкому ученому Эриху Арманду Артуру Йозефу Хюккелю (1896-1980) удалось доказать преимущество метода молекулярных орбиталей по сравнению с методом валентных связей на примере анализа ряда сложных молекул, а также установить форму и относительные энергии орбиталей для многих соединений. Американский физик, Нобелевский лауреат 1977 года Джон Хесбрук Ван-Флек (1899-1980) обратил внимание Малликена на возможность использования теории симметрии (теории групп) для классификации молекулярных орбиталей. Эта работа была проделана Малликеном. В дальнейшем Малликен продолжал исследования основных особенностей молекулярной структуры, сочетая спектроскопический анализ со сложными теоретическими расчетами. В результате вместе с учеником и сотрудником Клеменсом Рутаном он создал метод расчета молекул. Теория молекулярных орбиталей рассматривает взаимодействие между атомными ядрами и электронами в составе молекулы в терминах квантовой механики. Малликен показал, что сочетание расчетов молекулярных орбиталей с экспериментальными (спектроскопическими) данными служит мощным инструментом описания связи в сложных молекулах» (К.Зеленин, сайт «Кругосвет»).

В своей нобелевской лекции «Спектроскопия, молекулярные орбитали и химическая связь» (журнал «Успехи физических наук», апрель 1968 г.) Р.С.Малликен отмечает: «В своих исследованиях я применил метод ЛКАО и учел свойства симметрии молекул. Тогда же Ван-Флек обратил мое внимание на то, что теоретико-групповой метод приведения к неприводимым представлениям, развитый Бете для орбиталей атома в кристалле, можно применить для классификации МО. Для различных групп МО я предложил систему обозначений, подобных тем, которые применял Плачек в своих исследованиях спектров комбинационного рассеяния. Естественно было бы применить метод МО для изучения такого типа соединений, как комплексные ионы высокой симметрии» (Малликен, 1968, с.597).

Из лекции Р.С.Малликена ясно, что доминирующим был перенос теоретико-группового метода, использованного Бете для атомных орбиталей в кристалле, в область химии для описания молекулярных орбиталей различных веществ. Другими словами, Малликен использовал математическую теорию групп при изучении свойств симметрии молекул по аналогии с тем, как другой Нобелевский лауреат Ханс Бете применил теоретико-групповой подход при изучении орбиталей атома в кристалле.

admin

Оставьте комментарий!

Не регистрировать/аноним

(Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.)

Комментатор/хотите зарегистрироваться

(Для регистрации укажите пароль и свой действующий email. Связка email-пароль позволяет вам комментировать и редактировать данные в вашем персональном аккаунте, такие как адрес сайта, ник и т.п. Письмо с активацией придет в ящик, указанный при регистрации.)

(обязательно)