分子轨道对称性守恒原理简介

分子轨道对称性守恒原理是化学理论中的一个重大成就。这个原理说明了分子轨道的对称性质对化学反应进行难易程度及产物构型的决定作用,使人们对反应动力学和反应机理的认识深入到了物质微观结构的一个新层次。对于这个原理,已有专论作过广泛的论述。这里只对其基本思想作一简单介绍。概述从理论观点研究化学键合现象的主要方法有价键法,分子轨道法和配位场法。在这些方法中,分子轨道法已被证明最能适合化学工作者、特别是有机化学工作者需要。但是,多年来,这个方法只被用来研究     

分子的模糊对称性

将模糊数学方法引入对分子对称点群的研究,建立描述具有不完整分子对称性的模糊点对称群(集合).建立具有模糊对称性分子轨道的模糊表示及其模糊特征标(模糊广义宇称).通过对典型的线状分子、平面分子以及非平面的立体分子等进行分析,展示了一个新的理论化学园地.初步探讨了具有模糊对称性的动态反应体系.从模糊对称性出发,探讨了分子轨道对称守恒原理的半定量特征.     

分子轨道对称守恒原理与等电子分子的反应

1965年 Woodward-Hoffman 提出了分子轨道对称守恒原理,经 Pearson、唐敖庆等人工作,又有了进一步发展。Pearson 在微扰论基础上,得出反应对称允许的条件是:诸断裂键的对称性必须等于诸生成键的对称性。这与能级相关图实质上是一致的,但简单多了。可是无机物的最高填充轨道与最低空轨道的能级很靠近,它们的能级顺序不像有机共轭分子那样容易确定,应用时受到了很大的限制。     

Noether原理在化学中的应用(Ⅰ)——点称守恒(英文)

按场论中的Noether原理,若一相互作用体系在某一么正变换群下不变,那未由此对称性必导致体系的某力学观察量的守恒性,若此观察量保持恒定,过程将被允许,否则被禁阻,点群对称性相应的守恒量称为点称,它遵守相应的守恒规则——点称守恒.从而轨道对称性守恒原理的本质可被较详细地讨论.本文是作者近几年来用中文发表的一系列论文的综合和补充.     

原子轨道概念及其图形表示

原子轨道是现代化学中最基本的概念之一,正确地理解这一概念,对于学习诸如配位场论、分子轨道理论、轨道对称性守恒原理等一系列更深入的化学论题,对于学习整个结构化学、量子化学等都具有关键意义。但是,尽管原子     

构造立方体群对称性轨道的一种方法

在配合物结构化学教学中,人们常常遇到求配体对称性匹配轨道的问题。经典的方法有投影算子法和生成轨道法,前者在高对称性情况下计算繁杂;后者则首先要确定假想的中心原子轨道的对称化并研究其旋转性质。我们这里提出构造配体对称性轨道的一种方法,既不需要涉及对群元素的求和,也不必考虑与中心原子轨道对称性匹配。它具有简单、直观的     

定域分子轨道对称性

提出了利用定域分子轨道重心确定分子轨道的对称性。确定了线型的、非线型的、环状的分子定域分子轨道对称性。结果表明非线型分子和其中双中心键具有相同对称性,但含孤对或三中心键的分子则存在一些差别。还讨论了定域分子轨道的特征。     

原子构造的对称性原理

讨论了对称性原理在原子构造及元素周期系形成中的支配作用.提出了原子构造的"电子组态对称性规则";并运用这一规则阐述了ns电子向(n－1)d轨道"迁移"的规律性及(n－1)d6ns1电子组态不能存在的理论根据,指出全、半满电子组态特殊稳定性的物理实质是原子结构的对称性效应.     

反键分子轨道与对称性关系

根据群论，阐述了对称性匹配的原子轨道不仅可以组成成键分子轨道，同样可组成反键分子轨道，否定了反键分子轨道是由对称性不匹配原子轨道组合的观点     

浅谈ns电子向(n-1)d轨道“迁移”的规律性与d区过渡元素基态原子的价电子组态

讨论了对称性原理在原子结构中的支配作用，对ｎｓ电子向（ｎ－１）ｄ轨道“迁移”的规律性和ｄ区过渡元素基态原子价电子组态的形成作了较全面的解释。     

正二十面体分子对称性轨道

本文应用多面体分子轨道理论中的群重叠法,讨论正多面体分子对称性轨道的一般造法和变换系数S的计算方法。以正二十面体分子为例,构造了三角组分系的对称性轨道,并把S—系数计算结果列于附表。     

对称性轨道的构造

提出1种以配体轨道的旋转性质为基础,并利用群生成元表示矩阵来构造对称性轨道的新方法。讨论了对称性系数之间的相互关系,同时给出群重迭积分的计算过程。     

硼氢化反应机理(Ⅱ):HCN+BH_3反应的电荷行为及过渡态的性质

利用量子化学从头计算法ＲＨＦ／４３１Ｇ基组对氢氰酸硼氢化反应中的电子行为和轨道对称性进行了讨论．结果表明：在氢氰酸硼氢化反应中，从表面上看是对称性禁阻的“类四中心”过渡态，实质上是对称性允许的两组四中心三轨道相互作用．     

同面异面环加成中分子轨道的对称性和简并性

本文论述了[2_s+n_a]有C_2对称性, 而m>2的[m_s+n_a]由HMO模型得到的分子轨道的特殊对称性是过分简化造成的。这种简化可认为是把m_s组分的碳骨架看成直线, 因而可安排成C_2对称性。按照分子轨道的特殊对称性容易构成相关图。本文还论证了[m_s+m_a]全部分子轨道的二重简并性。     

化学反应的价键理论研究

根据价键波函数的对称性及基态、激发态化学键与键表的对应 ,可以把轨道对称守恒原理和键对称规律表述成“价键结构对称性匹配” .价键结构对称规则通过对反应物和产物的价键结构进行对称性分析 ,可以直接预测化学反应活性 ,无需依赖理论计算结果 .在价键结构对称性分析的基础上 ,应用多VB结构计算方法 ,建立了反应H HLi→H2 Li和H LiH→HLiH(cyclic)→HLi H的曲线交叉VB图 ,讨论了能垒及过渡态的形成机制 .计算结果表明 ,H原子交换反应H LiH HLi H是一个两步过程 .     

固态二乙炔拓扑聚合反应动力学的量子化学研究

利用协同反应模型和EHCO-ASED量子化学方法, 对固态二乙炔的拓扑聚合反应:MDA(Molecular diacetylenes)→PBT(Polybutatrienes)→PDA(Polydiacetylenes)的势能曲线进行了计算, 并对其轨道对称性以及能隙随反应坐标的变化进行了分析; 很好地解决了文献中用Woodward-Hoffmann轨道对称守恒原理对此反应进行分析时所遇到的问题, 指出了此反应是热允许的原因。     

著名理论化学家——R·霍夫曼

每个学过有机化学的人都会知道Roald Hoffmann这个名字.1965年,他与R·B·Woodward提出了轨道对称性守恒原理,即伍德沃德-霍夫曼规则.它被认为是近几十年中化学反应动力学中的一次重大突破.那时R·Hoffmann才28岁.     

关于二茂钛与亚甲基碎片的等瓣结构与性质

Hoffmann等提出的等瓣相似(isolobalanalogy)理论是利用前线分子轨道理论把有机分子的组成碎片(如CH_3、CH_2、CH和C)与各种配体-金属碎片相联系,以解释金属有机化合物的结构、性质、反应机理,并被用于指导设计新奇化合物的合成等。该原理指出,如果两个碎片前线轨道的数目、形状、近似能级、对称性以及所包含的电子数目相似,称这样     

正则分子轨道和定域分子轨道——从分子轨道理论如何解释CH_4分子中四个C-H键的等同性谈起

从解单电子薛丁谔方程出发,藉助于简单的对称性考虑或应用群论,分子轨道理论给出CH_4分子下列形式的分子轨道     

[1, n]σ迁移中的偶然简并性和选择定则

[1, n]σ迁移反应除了过渡态外整个反应过程不具对称性。同面过程的过渡态有C_1对称性, 异面过程的有C_2对称性。n为偶数的禁阻[1, n]σ迁移中的偶然简并性曾被认为是对称性造成的。但按本文的交替性理论和简并微扰理论的探究, 说明偶然简并的对称和反对称非键轨道须作线性组合成为没有对称性的成对轨道才能与前后状态保持衔按。因此, 这种偶然简并性不能用对称性解释而应用交替性解释。由交替性理论容易导出[1, n]σ迁移的选择定则, 而由对称性则不能导出。