- •Симметрия молекул и кристаллов
- •6. Определение нормальных координат, правила отбора, корреляции.
- •Общие свойства групп симметрии
- •A. Группы вращения
- •Соответствие между молекулами и группами симметрии
- •Представления группы c4v
- •Вклады в характеры
- •Определение нормальных координат
- •И классификация колебаний молекулы воды
- •Правила отбора
- •Преобразование компонент тензора второго ранга при простом и ннверсионном повороте.
- •Преобразование компонент тензора второго ранга в группе c2v
- •Корреляции
- •3.1 Кристаллическая решетка
- •A. Группы вращения
- •3.2 . Элементы симметрии кристалла
- •Типы плоскостей скольжения
- •3.3. Сингонии и кристаллические классы
- •Кристаллические системы – сингонии
- •Распределение кристаллических классов по сингониям
- •3.4. Классификация возбуждений в кристаллах
- •Неприводимые представления группы трансляций
- •3.5. Классификация возбуждений для фактор-группы
Преобразование компонент тензора второго ранга при простом и ннверсионном повороте.
|
xx |
yy |
zz |
yz |
xz |
xy |
xx |
C2 |
S2 |
0 |
0 |
0 |
2sc |
yy |
S2 |
C2 |
0 |
0 |
0 |
–2sc |
zz |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
yz |
0 |
0 |
0 |
sc |
sc |
0 |
xz |
0 |
0 |
0 |
sc |
sc |
0 |
xy |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
C2–s2 |
Здесь s=sin, c=cos, знак + и – относится к чистому и инверсионному повороту. Характер такого преобразования равен:) (R)=2cos(1+2cos). Знание характеров представления тензора поляризуемости дает возможность узнать по каким неприводимым представлениям группы преобразуются отдельные компоненты тензора, воспользовшись формулой разложения представлений
Например в группе C2v имеем:
Таблица 8.
Преобразование компонент тензора второго ранга в группе c2v
-
C2v
E
C2
v
v`
n
A1
1
1
1
1
3
xx,yy,zz
A2
1
1
–1
–1
zy
B1
1
–1
1
–1
xz
B2
1
–1
–1
1
1
xy
2c(1+2c)
6
2
2
2
1
Теперь интегралы <ki> могут рассматриваться также как и для случая поглощения. Они будут равны нулю, если симметрия произведений двух рассматриваемых уровней не имеет общих типов симметрии с компонентами xx, yy, zz.
Корреляции
Предположим, что физическая система подвергается воздействию некоторого возмущения. Система, представляющая собой атом или молекулу, может быть помещена во внешнее поле, например, электростатическое или магнитное. Речь может идти также о поведении молекулы (или иона) в поле кристаллической решетки. Возмущающим (внешним) полем в этом случае является поле, действующее на молекулу со стороны других атомов или ионов.
Возникает вопрос о том, в какой мере возмущение может привести к расщеплению вырожденных уровней. Внешнее поле имеет само по себе некоторую собственную симметрию. Если эта симметрия та же, что и у молекулы, или более высокая, то симметрия полного гамильтониана H0+H` совпадает с симметрией H0, т.к. симметрия суммы двух выражений совпадает с более низкой симметрией. Если же симметрия возмущения ниже симметрии невозмущенной системы, то симметрия гамильтониана будет совпадать с симметрией возмущения. Собственные состояния (волновые функции) или нормальные координаты, осуществляющие неприводимые представления невозмущенной системы, могут оказаться приводимыми в более низкой группе симметрии. Физически это означает расщепление вырожденного уровня. В качестве примера рассмотрим невозмущенную систему, обладающую симметрией Td. Рассмотрим трехкратно–вырожденный уровень, соответствующий неприводимому представлению F2 этой группы; характеры этого представления равны:
|
E |
8C3 |
3C2 |
6d |
6S4 |
T |
F2 |
3 |
0 |
–1 |
1 |
–1 |
Tx,Ty,Tz |
Если система подвергается воздействию возмущения с симметрией C3v (причем ось C3 совпадает с одной из осей C3 в Td), то характеры преобразований общих элементов симметрии равны характерам в исходном представлении группы Td, т.е.
-
E
2C3
3v
3
0
1
Это представление, однако, приводимо в группе C3v:
C3v |
E |
2C3 |
3v |
n |
T |
A1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Tz |
A2 |
1 |
1 |
–1 |
0 |
|
E |
2 |
–1 |
0 |
1 |
Tx,Ty |
F2 в Td |
3 |
0 |
1 |
|
|
Числа ni, записанные в правой колонке получены путем разложения представления F2 на неприводимые представления A1, A2 и E группы C3v:
nA1 = 1/6(3*1*1+0*1*2+1*1*3)=1
nA2 = 1/6(3*1*1+0*1*2–1*1*3)=0
nE = 1/6(3*2*1–0*1*2+0*1*3)=1
Можно рассмотреть все неприводимые представления группы Td и C3v и найти между ними соответствие. Это соответствие удобно выражать с помощью карты корреляций:
Td C3v
A1
A2 A1 Tz
E A2
Tx,Ty,Tz F1 E Tx,Ty
F2
Если симметрия возмущающего поля не является подгруппой группы молекулы, то общая симметрия определяется общими элементами симметрии молекулы и возмущения (принцип Кюри).
