Число симметрии
Число симметрии или порядок симметрии объекта — это количество различных, но неразличимых (или эквивалентных) пространственных расположений (или размещений) объекта, то есть порядок его группы симметрии[1]. Объектом может быть молекула, кристаллическая решётка, мозаика или вообще любой математический объект в N-мерном пространстве[2].
В статистической термодинамике число симметрии корректирует любой пересчёт эквивалентных молекулярных конфигураций в статистической сумме. В этом смысле число симметрии зависит от того, как формируется статистическая сумма. Например, если выписывается статистическая сумма для этана, так что интеграл включает полное вращение метила, то 3-кратная вращательная симметрия метиловой группы даёт 3-кратный вклад в число симметрии. Но если выписывается статистическая сумма включала только одну энергетическую яму метила, то вращения метила не вносят вклада в число симметрии[3].
Число симметрии используется при вычислении термодинамических функций по методу Бенсона (при расчёте энтропии)[4].
См. также
- Теория групп, область математики, рассматривающая симметрии групп, пространства, операций
- Точечная группа в трёхмерном пространстве
- Кристаллографическая группа
- Молекулярная симметрия
- Симметрическая группа
- Группы симметрии
Примечания
- Термин наиболее активно используется в химии и термодинамике, хотя формально с ними мало связан. В книге «Основы органической химии» число симметрии молекулы определяется следующим образом: Число симметрии молекулы определяется как число неразличимых, но не идентичных позиций, в которые молекула может быть переведена путём жёсткого вращения.
- Gold Book, 1997.
- Gilson, Irikura, 2010, pp. 16304-16317.
- Жоров, 1985, с. 365-367.
Литература
- symmetry number, s // Compendium of Chemical Terminology. — 2nd ed.. — IUPAC, 1997. — (Gold Book). — doi:10.1351/goldbook.S06214.
- M.K. Gilson, K. K. Irikura. Symmetry Numbers for Rigid, Flexible and Fluxional Molecules: Theory and Applications (англ.) // J. Phys. Chem.. — 2010. — Vol. 114. — P. 16304-16317.
- Жоров Ю.М. Термодинамика химических процессов. Нефтехимический синтез, переработка нефти, угля и природного газа. — М.: «Химия», 1985.
- Илиел Э., Вайлен С., Дойл М. в. Число симметрии // Основы органической стереохимии. — Москва: Бином, 2007. — С. 72.