Group Theory Applied to Chemistry

شیمیدانان به تعریف عملیاتی تقارن عادت دارند، که کریستالوگرافها مدتها قبل از ظهور مکانیک کوانتومی معرفی کرده بودند. مدل های توپ و چوب مولکول ها به طور طبیعی خواص متقارن اجسام ماکروسکوپی را نشان می دهند. با این حال، متخصص شیمی کوانتومی و مدل‌سازی مولکولی به توپ‌ها و چوب‌ها نمی‌پردازد، بلکه به ذرات زیراتمی می‌پردازد: هسته‌ها و الکترون‌ها. این کتاب درسی استعاره های ظریفی را معرفی می کند که درک ماکروسکوپی ما از تقارن را به دنیای مولکولی مرتبط می کند. این به تدریج توضیح می‌دهد که چگونه چرخش‌ها و بازتاب‌های بدن، که تمام فواصل بین ذره‌ای را بدون تغییر می‌گذارد، بر مطالعه پدیده‌های مولکولی که فقط به این فواصل داخلی بستگی دارند، تأثیر می‌گذارد. این به خوانندگان کمک می کند تا مهارت هایی را برای استفاده از ابزارهای ریاضی نظریه گروه برای هر مشکل شیمیایی که در طول تحقیقات خود با آن مواجه می شوند، به دست آورند.

Chemists are used to the operational definition of symmetry, which crystallographers introduced long before the advent of quantum mechanics. The ball-and-stick models of molecules naturally exhibit the symmetrical properties of macroscopic objects. However, the practitioner of quantum chemistry and molecular modeling is not concerned with balls and sticks, but with subatomic particles: nuclei and electrons. This textbook introduces the subtle metaphors which relate our macroscopic understanding of symmetry to the molecular world. It gradually explains how bodily rotations and reflections, which leave all inter-particle distances unaltered, affect the study of molecular phenomena that depend only on these internal distances. It helps readers to acquire the skills to make use of the mathematical tools of group theory for whatever chemical problems they are confronted with in the course of their own research.