Atkins'Physical Chemistry物理化學讀書筆記

讀書筆記應(yīng)用化學徐**10101570***閱讀書目：名稱：Atkins'PhysicalChemistry(8thedition)作者：PeterAtkins,JulioDePaula閱讀章節(jié)：12Molecularsymmetry第十二章分子對稱。從阿特金斯的《物理化學》中，我看到了國外化學教材的一貫的一個鮮明的特點：直觀易懂。作者的語言一定是最能讓人理解的，生怕讀者讀來不知所云。比如引言中：“某些物體比其他物體“更為對稱”。例如球體，它繞任一直徑旋轉(zhuǎn)任意角度后外形都相同，立方體則僅在繞穿過面心的軸旋轉(zhuǎn)90°，180°，270°才能復原，這樣，球體比立方體更為對稱?！边@段文字里，作者Atkins給出一個很形象易懂的例子，語言給人的感覺可能不是很專業(yè)、但是讀者一看就理解，且腦子里留有一個粗略的印象，一步步引入，使讀者好奇到底怎樣描述這種“更對稱”的結(jié)構(gòu)。作者不惜筆墨的解釋有時候甚至已經(jīng)到了啰嗦的地步。書中的“注解”看似多余但卻十分細致。如NotethatsymbolCnisnowplayingatriplerole:asthelabelofasymmetryelement,asymmetryoperation,andagroup.防止讀者對之前介紹的概念產(chǎn)生混淆，是作者特意讓讀者注意Cn這個符號現(xiàn)在已經(jīng)是“三重身份”了。從中讀出了國外教材編著者的科學謹慎的態(tài)度。還可以發(fā)現(xiàn)本書的一大特點是概念后面必舉例子，F(xiàn)orinstance,forexample的詞組十分常見，若是已經(jīng)了解了這個概念，那么例子就起著加深理解的作用；若讀完概念后一頭霧水，那么例子這個時候就顯得尤為重要，仿佛看到了救命稻草。從這里也可以看出中外教材思路的不同之處，中國的教材將例子直接作為概念講，而外國教材則是很有順序的一定得先講概念，完了之后再舉例子。閱讀英語教材的另一個收益之處就在于可以從本質(zhì)上了解到一個“概念”的名稱：如：點群。Theclassificationofobjectsaccordingtosymmetryelementscorrespondingtooperationsthatleaveatleastonecommonpointunchangedgivesrisetothepointgroups.這句話中點群的“點”含有“操作后至少一個共同的不同的點”的含義。又如Oh點群中的“O”實際上由octahedralgroups的首字母而來，Td群是取了tetrahedralgroups的首字母。這樣更容易記憶而且名稱的本源隱藏著基本概念。對于“基”這一概念的理解:：Atkins并沒有在書中對于“基”下一個明確的定義。只是描述道“表示矩陣隨軌道的“放置”的不同而不同”(Representativestakedifferentformsaccordingtothebasis,thesetoforbitals,thathasbeenadopted.)我們的教材書中對于“基”的解釋就更讓人摸不著頭腦：“（x,y,z）叫做表示矩陣的基函數(shù)，簡稱“基”。選擇的基不同，同一個對稱操作的表示矩陣不同，繞xyz三個旋轉(zhuǎn)矢量Rx,Ry,Rz也是常用的基函數(shù)”可見兩個都解釋的很模糊，徐光憲的《物質(zhì)結(jié)構(gòu)》中給出了較為滿意的解釋：在坐標系選定之后，空間中任一點P由三個坐標（x,y,z）唯一的確定，矢徑OP則可表示為OP=xi+yj+zk。上式中i,j，k為沿三個坐標軸正方向的單位矢量，我們也稱他們是三維空間中的一組基矢量，簡稱基。這樣就不難理解，“基”的概念的表觀體現(xiàn)是坐標系的“放置”，因為基是描述坐標系放置的單位向量。又因為x,y,z在對稱操作下分別和i,j,k有相同的變換性質(zhì)，故可用x,y，z代替了單位向量i,j，k。另外，任意矢量都可以用基矢量線性組合出來，任意矢量變換后的新坐標只要通過確定基矢量變換到何處就可以了。在本章節(jié)最后，作者指出群論中提供了可以將一系列原子軌道作為基，從而產(chǎn)生特定的對稱性的工具。因為這些組合適合于分子的對稱性，所以叫做“對稱性匹配的線性組合”。分子軌道應(yīng)是分子所屬點群不可約表示的基，因此要求這些原子軌道的線性組合滿足分子點群的不可約表示的基的要求。為了找出這些線性組合，我們的教材及國內(nèi)教材都采用了使用投影算符的方式以&⑻作用于可約表示廠的一個基，便可以將其中包含的不可約表示廠‘的基“投影”出來，例如對于不町約表示掐有AAAA護⑴?外?。ㄗ肊十泊十塔訂住以餉H作用于㈤得□-北后得到對稱性匹配函數(shù)嘰而阿特金斯的這本教材的方法如下：Constructatableshowingtheeffectofeachoperationoneachorbitaloftheoriginalbasis.寫出群的每項操作怎樣影響每個軌道波函數(shù)的表格Togeneratethecombinationofaspecifiedsymmetryspecies,takeeachcolumninturnand:為了生成某種對稱性的組合形式，依次取每一列，且：

Multiplyeachmemberofthecolumnbythecharacterofthecorrespondingoperation.將列的每一元乘以相應(yīng)操作的特征標Addtogetheralltheorbitalsineachcolumnwiththefactorsasdeterminedin(i).把每列帶有(i)決定的因子的所有軌道加在一起Dividethesumbytheorderofthegroup.把總和除以群的階以NH3為例，Al中所有的特征表標都是1,將方法作用于SA下面的列，有1/6(SA+SB+SC+SA+SB+SC)=1/3(SA+SB+SC)作為A1對稱性AABCABCABC的線性組合。可以看到兩種方法殊途同歸，國內(nèi)的教材只是將所有的運算和變換歸納到一個通式中。而且省略了寫出表格這一步，此表格實際上就是把不同的操作作用在每一個軌道的波函數(shù)上?？傮w來說，閱讀Atkins'PhysicalChemistry需要耗費不少時間，有時不同的表達習慣(如各種從句)可以給人不同的看問題的視