Таблицы характеров точечных групп

обсуждение вопросов физической химии и химической физики
physical chemistry and chemical physics: discussions for professionals
Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Таблицы характеров точечных групп

Сообщение Yu/2 » Вт окт 03, 2006 2:42 pm

Есть ли какой-нибудь источник, в котором представлены таблицы характеров точечных групп сразу вместе с таблицами умножения элементов этих групп? При этом нужно чтобы однозначно было понятно какой элемент в таблице умножения соответствует данному элементу в таблице характеров.

Аватара пользователя
ИСН
Робин Гуд
Сообщения: 8535
Зарегистрирован: Пт окт 10, 2003 5:32 pm
Контактная информация:

Сообщение ИСН » Вт окт 03, 2006 2:43 pm

:shock: Где та группа, для которой эти таблицы умножения не очевидны? Покажите мне её.

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Вт окт 03, 2006 3:53 pm

Все оно очевидно, да вот только зачем это самому делать если кто-то уже все сделал?

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Re: Таблицы характеров точечных групп

Сообщение Nord » Вт окт 03, 2006 3:55 pm

Yu/2 писал(а):Есть ли какой-нибудь источник, в котором представлены таблицы характеров точечных групп сразу вместе с таблицами умножения элементов этих групп? При этом нужно чтобы однозначно было понятно какой элемент в таблице умножения соответствует данному элементу в таблице характеров.
Сколько ни читаю - ничего не понимаю. Зачем это понадобилось?
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Вт окт 03, 2006 4:08 pm

Нууу, это я решил через Ж определять характер каждой операции симметрии в каждом неприводимом представлении для произвольной точечной группы. :)

В общем есть программа, которая автоматически определяет все элементы симметрии в произвольной молекуле. Нужно каждому элементу симметрии сопоставить характеры неприводимых представлений. Это можно сделать с помощью таблиц. Чаще всего элемент симметрии молекулы однозначно находится в таблице. Но в некоторых группах не очевидно (наверно только для меня) какие элементы в таблицы соответствуют реальным элементам в молекуле. Вот например в D6h есть два класса, в котором по три оси C2. Если рассматривать бензол то "на глаз" понятно какие оси в молекуле соответсвуют этим классам. Но вопервых это только визуально понятно (а нужно программно), а во воторых есть ведь и другие молекулы с такой точечной группой.

Короче нужен универсальный способ сопоставлять элементам симметрии произвольной молекулы характеры неприводимых представлений. До чего я пока додумался - это спорные элементы симметрии "опознавать" по таблице умножений. Вот так все сумбурно.. :)

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Вт окт 03, 2006 4:46 pm

Yu/2 писал(а):В общем есть программа, которая автоматически определяет все элементы симметрии в произвольной молекуле. Нужно каждому элементу симметрии сопоставить характеры неприводимых представлений. Это можно сделать с помощью таблиц. Чаще всего элемент симметрии молекулы однозначно находится в таблице. Но в некоторых группах не очевидно (наверно только для меня) какие элементы в таблицы соответствуют реальным элементам в молекуле. Вот например в D6h есть два класса, в котором по три оси C2. Если рассматривать бензол то "на глаз" понятно какие оси в молекуле соответсвуют этим классам. Но вопервых это только визуально понятно (а нужно программно), а во воторых есть ведь и другие молекулы с такой точечной группой.

Короче нужен универсальный способ сопоставлять элементам симметрии произвольной молекулы характеры неприводимых представлений. До чего я пока додумался - это спорные элементы симметрии "опознавать" по таблице умножений. Вот так все сумбурно.. :)
Мне кажется, что Вы неправильно выбрали алгоритм. Известно, что число неприводимых представлений группы суть число классов сопряженных элементов. Каждому классу сопряженных элементов соответствует определенный характер в заданном неприводимом представлении. Таким образом, мне видится следующий алгоритм.
1. Берем произвольный элемент группы, допустим g1
Вычисляем (с помощью таблицы умножения группы) все элементы вида
(h^-1) g1 (h)
когда h пробегает элементы группы. записываем получившиеся элементы в список. Получился класс сопряженных элементов.
2. Поскольку классы непересекаются, из списка элементов группы выбрасываем те, что получены на первом шаге
3. Из оставшихся выбираем снова один, скажем g2, и снова вычисляем все
(h^-1) g2 (h),
получаем новый класс.
И так до тех пор, пока не исчерпаем всю группу.
Таким образом, имеем группу, побитую на классы сопряженных элементов.
Установить соответствие элемент группы <-> неприводимое представление теперь просто, если знать таблицу соответствия (теперь уже взаимно-однозначного!) выбранный элемент (представитель класса) <-> его характер в данном неприводимом представлении.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Вт окт 03, 2006 5:24 pm

1. Берем произвольный элемент группы, допустим g1
Вычисляем (с помощью таблицы умножения группы) все элементы вида
(h^-1) g1 (h)
когда h пробегает элементы группы. записываем получившиеся элементы в список. Получился класс сопряженных элементов.
2. Поскольку классы непересекаются, из списка элементов группы выбрасываем те, что получены на первом шаге
3. Из оставшихся выбираем снова один, скажем g2, и снова вычисляем все
(h^-1) g2 (h),
получаем новый класс.
И так до тех пор, пока не исчерпаем всю группу.
С этим все более чем ясно.
Установить соответствие элемент группы <-> неприводимое представление теперь просто, если знать таблицу соответствия (теперь уже взаимно-однозначного!) выбранный элемент (представитель класса) <-> его характер в данном неприводимом представлении.
А вот тут я не совсем понял. Что это за таблица соответствия? Я для себя в качестве примера рассматриваю точечную группу D6h. Там есть два класса, в каждом по три оси C2. Как на примере этой группы понять какие конкретно оси в каждом из классов? Какие из них лежать в плоскости d и какие в v?

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Вт окт 03, 2006 5:38 pm

Yu/2 писал(а):А вот тут я не совсем понял. Что это за таблица соответствия? Я для себя в качестве примера рассматриваю точечную группу D6h. Там есть два класса, в каждом по три оси C2. Как на примере этой группы понять какие конкретно оси в каждом из классов? Какие из них лежать в плоскости d и какие в v?
Еще раз. Число классов сопряженных элементов равно числу неприводимых представлений, они организуются в квадратную таблицу. На пересечении - характер элементов (одинаковый для всех элементов данного сопряженного класса) данного класса. Понятно, достаточно узнать характер какого-нибудь элемента в классе, а для остальных он просто одинаков.
А что касается вопроса какая это плоскость - sigma_d или sigma_v - это всего лишь договоренность, которая зависит от ориентации молекулы относительно координатных осей! В алгоритме важно лишь, что все шесть плоскостей, перпендикулярных плоскости молекулы бензола образуют два класса, и неважно, как их обозвать!
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Вт окт 03, 2006 6:39 pm

Хорошо, правильно ли я понял, что на примере бензола могу совершенно произвольно один из классов, содержащих три плоскости, привязать к любому из двух вариантов в таблице характеров?

И сопряженный с этим вопрос. Допустим на примере бензола я случайно выбрал какому из двух классов с плоскостями соответствуют два столбика с характерами. Будет ли этот выбор однозначно определять принадлежность двух других классов с осями C2 определенным столбикам в этой же таблице? Т.е. речь идет о тех осях C2, которые лежат в этих плоскостях.

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Вт окт 03, 2006 6:57 pm

Yu/2 писал(а):Хорошо, правильно ли я понял, что на примере бензола могу совершенно произвольно один из классов, содержащих три плоскости, привязать к любому из двух вариантов в таблице характеров?
Не совсем. Эта привязка, если я правильно понимаю, зависит от ориентации системы координат - сам символ неприводимого представления содержит некоторую информацию, как молекула ориентирована относительно системы координат. Например, стандартное соглашение, что в аксиальных группах ось высшего порядка ориентирована по оси z. В группе D6h, например, ориентация осей определяет какой тип представления - A или B будет...
Проблему можно осознать на примере, скажем молекулы воды и группы C2v, там при повороте системы координат (ось z ориентирована по оси C2) продставления B1 и B2 меняются местами...
Yu/2 писал(а):И сопряженный с этим вопрос. Допустим на примере бензола я случайно выбрал какому из двух классов с плоскостями соответствуют два столбика с характерами. Будет ли этот выбор однозначно определять принадлежность двух других классов с осями C2 определенным столбикам в этой же таблице? Т.е. речь идет о тех осях C2, которые лежат в этих плоскостях.
Вообще говоря, привязка осей может быть проведена независимою Ведь что такое условие "ось лежит в плоскости"? Фактически то, что нормаль к плоскости перпендикулярна оси. А можно хотеть, например, чтобы была параллельна... В общем, это опять вопрос некоторых соглашений, которые определяют подстрочные индексы {1,2,3} у символов представлений.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Вт окт 03, 2006 7:49 pm

Не совсем. Эта привязка, если я правильно понимаю, зависит от ориентации системы координат - сам символ неприводимого представления содержит некоторую информацию, как молекула ориентирована относительно системы координат. Например, стандартное соглашение, что в аксиальных группах ось высшего порядка ориентирована по оси z. В группе D6h, например, ориентация осей определяет какой тип представления - A или B будет...
Проблему можно осознать на примере, скажем молекулы воды и группы C2v, там при повороте системы координат (ось z ориентирована по оси C2) продставления B1 и B2 меняются местами...
Про написанные Вами соглашения о осях высшего порядка и про простые группы симметрии (типа C2v) - здесь все понятно и никаких вопросов не возникает. У меня возникают вопросы только касательно неоднозначных ситуаций, как например с бензолом. При определении, какой из двух классов, содержащих по три оси C2, соответствует тому или иному (одному из двух, представленные в таблице) набору характеров, ориентирование в пространстве не помогает.
Сформулирую вопрос иначе. Как я должен сориентировать молекулу бензола в плоскости x,y (при том что ось C6 уже совпадает с осью z), чтобы однозначно классы осей C2 мог сопоставить с теми, которые указаны в таблице?

Что касается плоскостей, то судя по книжкам, sigma_d отличают от sigma_v тем, что в последней находится больше атомов, чем в первой. Однако я могу придумать такие молекулы, в которых в обоих типах плоскостей будет либо одинаковое количество атомов, либо не будет ни одного атома! Как прикажете тогда отличать два класса таких плоскостей? А ведь наборы-то характеров для них разные!

Я догадываюсь, что если я "перепутаю" реальные классы и табличные классы, то тогда обозначения (1 и 2, если я путаю оси C2 в бензоле) неприводимых представлений будут иметь смысл относительно других элементов симметрии.

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Вт окт 03, 2006 8:14 pm

Тогда я отвечу коротко. Мне кажется, что индекс "v" означает плоскости, ориентированные так, что в них лежат координатные оси x и у. Диагональные лежат между ними.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Вт окт 03, 2006 8:22 pm

Мне кажется, что индекс "v" означает плоскости, ориентированные так, что в них лежат координатные оси x и у. Диагональные лежат между ними.
К сожалению, для бензола это не так. Из проскостей с индексом v, только одна содержит в себе координатную ось. Остальные две лежат по диагоналям.

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Вт окт 03, 2006 8:28 pm

А Вам больше одной и не надо! Остальные две автоматически попадут в класс сопряженных с первой элементов при том алгоритме, что я приводил.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Вт окт 03, 2006 8:37 pm

О, точно! Это уже хорошо! :) А что делать с C2 осями? Я думаю брать первый попавшийся (из двух) под руку класс с осями C2 и сопоставлять ему первый же класс в таблице так, чтобы индексы в обозначениях представлений относились именно к этим осям.

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Вт окт 03, 2006 8:45 pm

А с осями проще. "Привяжите" хотя бы одну из них к найденной пунктом выше плоскости (например так, чтобы ось лежала в этой плоскости) - и все разрулится само - две оставшихся в этом классе найдутся сами, а три оставшиеся, понятно, будут образовывать второй класс.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Вт окт 03, 2006 8:47 pm

Ясно. Спасибо за обсуждение. В целом алгоритм выглядит достаточно громоздким из-за таких вот скользких моментов.

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Вт окт 03, 2006 8:50 pm

Тогда у меня остался один вопрос: а что это за программа, которая определяет симметрию? Сами пишете, или что-то готовое модифицируете?
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Аватара пользователя
Yu/2
Сообщения: 541
Зарегистрирован: Сб ноя 15, 2003 12:33 pm

Сообщение Yu/2 » Вт окт 03, 2006 8:55 pm

Сам пишу.

Код: Выделить всё

http://molstruct.chemport.ru/mykced.html
Собственно точечную группу программа достаточно быстро и безошибочно определяет уже сейчас, но для некоторых целей (например автоматическое построение координат симметрии) мне нужно реализовать то, о чем мы говорили.

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Вт окт 03, 2006 9:18 pm

О, хорошее дело, если сами! Обязательно взгляну, ибо (давненько уже правда) у нас в лаборатории был жаркий спор по поводу алгоритмов автоматического определения точечной группы молекулы
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Ответить

Вернуться в «физическая химия / physical chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 12 гостей