Hôm nay với cương vị mới là một Mod của box Vô Cơ nên mình sẽ viết một bài mở đầu và được nối tiếp sau đó nhiều bài khác nữa. Các bài này liên quan với nhau nên mình đặt chung nó vào một mục là Symmetry and Structure. Mình chọn chức năng đóng chủ để để bài viết được liên tục. Nếu bạn đọc hoặc thầy cô có ý kiển sửa sai hay bổ sung thì Golddawn sẽ lập thêm một topic nũa có tên là Comments and Correction. Golddawn cũng mắc nợ chemvn khá nhiều câu hỏi mà chưa có giải đáp vì một số lý do nhất định về một vài mặt như công việc, gia đình … Trong bài viết này golddawn sẽ giải đáp tất cả các câu hỏi đó. Để bắt đầu cho bài viết này, golddawn trình bày cái cơ bản nhất: Đối xứng phân tử Be continued… Hi, we are rolling on the way Đối xứng có vai trò quan trọng trong hóa học và vật lý. Có nhà khoa học nghĩ rằng có một thế giới đối xứng với thế giới chúng ta đang sống. Chuyện đó nằm ngoài lề, thực tế với phương pháp đối xứng, số lượng tính toán của một bài toán có tính đối xứng sẽ giảm đi một nửa, hoặc có thể giảm đến 1/2 mũ n lần. Có là ưu điểm của phương pháp đối xứng. Các bạn thử nghĩ rằng một phương trình y = x2 là hàm đối xứng qua x thì thay vì khảo sát trên toàn bộ trục x thì người ta chỉ cần khảo sát trên nửa trục x, hoặc ví dụ hàm sin(x) đối xứng trong vùng (-pi; +pi) nên người ta chỉ cần khảo sát trong vùng đó thay vì khảo sát trên trục số thực. Lại nói qua hóa học lượng tử, nếu biết tính đối xứng của hàm sóng (hay là đối xứng phân tử) thì người ta có thể giải quyết bài toán quang phổ, liên kết nhanh hơn và chính xác hơn bằng cách loại bỏ các hàm đối xứng triệt tiêu và thay vì tính toan trên toàn bộ không gian, người ta chỉ tính cho một vùng để ngoại suy ra các vùng còn lại. Hoặc trong tinh thể học, nếu người ta biết được tính đối xứng của ô mạng cơ sở thì người ta có thể rút gọn giải cấu trúc xuống chỉ còn 1/8 hoặc thấp hơn. Nói như vậy để các bạn hiểu rằng, với sự hiểu biết về đối xứng ta có thể làm được nhiều điều, nhiều suy luận, nhiều phán đoán mà không cần đến một cái supercomputer hoặc tính toán ròng ra cho một bài toán cơ lượng tử trong vòng vài ngày cho đến vài tuần. Chúng ta sẽ bắt đầu với các khái niệm cơ bản nhất về đối xứng như các yếu tố đối xứng, phép đối xứng. Sau đó chúng ta đi qua các nhóm điểm đối xứng phân tử. Tiếp đến chúng ta tìm hiểu về bẳng đặc trị (character Table) rồi từ đó chúng ta áp dụng vào trong phương pháp SALCS. (Symmetry Adapted Linear Combinations). sau đó chúng ta đi qua phương pháp orbital phân tử. orbital interaction rồi đi vào lý thuyết trường phối tử. Sau đó chúng ta tiếp tục đi qua các bài toán phổ dao động như Raman, IR, UV-Vis…Cuối cùng chúng ta đi đến tinh thể học, các nhóm đối xứng không gian. Và Sau cùng chúng ta làm quen một chút với ứng dụng của tinh thể học vào nhiễu xạ (đây là bài toán thuận) và ứng dụng của nhiễu xạ vào giải cấu trúc (đây là bài toán ngược). We move on
Yếu tố đối xứng Trong tự nhiên, số lượng yếu tố đối xứng không nhiều cũng không ít, tùy theo cách chúng ta nghĩ. Có thể chia các yếu tố đối xứng thành 5 loại cơ bản sau: Yếu tố đối xứng đồng nhất: Yếu tố là có nghĩa là không có làm gì cả, để yên phân tử ở đó. Đây là yếu tố đối xứng chỉ cần thiết cho các mô tả toán học của phép đối xứng. Trong đối xứng, nó không có vai trò gì cả, nó chỉ mô tả các phân tử không có yếu tố đối xứng khác như CHClFBr hay SOClF. Yếu tố đối xứng đồng nhất ký hiệu là E.
Yếu tố đối xứng trục bậc n: Các bạn tưởng tượng các bạn có một ngôi sao năm cánh (phẳng) hay một hình tam giác đều. Pháp tuyến của các mặt phẳng đó ngay tai tâm của các hình đó chính là trục đối xứng của các hình đó. Với ngôi sao năm cánh, đó là trục đối xứng bậc năm, đối với tam giác đều, đó là trục đối xứng bậc 3. Điều đó có nghĩa là chỉ cần quay quanh trục đó một góc 360/5 đối với ngôi sao năm cánh hay 360/3 đối với tam giác đều sẽ thu được một hình mới giống như ban đầu mà chúng ta không tài nào phân biệt được là đã quay vật đó rồi hay chưa. Trục đối xứng bậc n ký hiệu là C(n) hoặc Cn
Yếu tố mặt đối xứng: Nói đến mặt đối xứng chắc các bạn gặp nó hằng ngày ví dụ như cái gương, mặt nước…Nói đơn giản, qua mặt đối xứng ta thu được một hình giống ý hệt. Hay nếu mặt đối xứng đó nằm trong vật thì bắt buộc mặt đó phải chia đôi vật. Mặt đối xứng kí kiệu là xích ma hoặc là m. Có ba hai loại mặt đối xứng, mặt đối xứng nằm ngang, mặt đối xứng nằm dọc và mặt đối xứng dọc chéo.
Yếu tố tâm đối xứng: Yếu tố này các bạn cũng thấy hằng ngày. Tuy nhiên có một số ràng buộc đối với yếu tố này là ngoại trừ khi yếu tố đối xứng nằm ở tâm của một nguyên tử, còn lại thì nếu có n loại nguyên tố khác nhau thì số nguyên tử của các nguyên tố đó phải là số chẳn. yếu tố tâm đối xứng kí hiệu là I
Yếu tố đối xứng cuối cùng thực ra là kết hợp của yếu tố đối xứng trục và mặt đối xứng, và có tên gọi là Yếu tố trục đối xứng bậc n không hợp thức khá phức tạp và không rõ ràng như các yếu tố trên, các bạn tự tìm hiểu thêm. Phép đối xứng của yếu tố này được thực hiện như sau cho trục S4: Đầu tiên quay quanh trục đối xứng (có thể là không tồn tại) một góc 90 độ sau đó đối xứng mặt qua mặt đối xứng (cũng có thể là không tồn tại) vuông góc với trục đó. Ký hiệu của nó là S(n) hoặc Sn
Tuần sau, hoặc ngày mai nếu có thể sẽ viết tiếp về thao tác hay phép đối xứng và nhóm đối xứng.