肖宿走上讲台,插上u盘,打开ppt。

第一页,標题很简单:对称性约束下的加权度量构造及其在计算化学中的应用。

他看向台下,开口说:“之前,万教授找我帮忙解决一个计算化学的问题。”

没有寒暄,没有客套,直接进入正题。

“问题本身是关於含过渡金属的有机配合物的电子结构计算。这类分子的对称性高,电子关联强,传统方法处理不好。”

他调出一张分子结构图,是一个八面体的金属配合物,中心原子是铁,周围连著六个配体。

“万教授尝试用我上一篇论文里的加权度量方法,但没有成功。原因在於,他们在奇点附近的数值离散化破坏了对称性约束。”

肖宿在图上画了几个圈,標註出奇点所在的位置。

“对称性约束在量子化学计算中很重要。分子轨道属於群的不可约表示,哈密顿量在不同表示之间是对角的。如果数值处理破坏了这种对角性,计算结果就会出现偏差。”

台下,姜明微微点头。

这孩子讲得清楚,不仅知道问题在哪儿,还知道为什么重要。

肖宿继续讲那个加权函数的构造。

他用了大概二十分钟,把整个数学框架梳理了一遍。

从群作用的轨道分解,到奇点附近的局部坐標,再到加权函数的显式表达式。

讲完之后,他停顿了一下,说:“这个构造本身不难,但有个副產品。”

ppt切换到下一页。

“atkins的《molecular quantum chemistry》,第五章关於分子轨道对称性与化学键稳定性的推导,可以进行简化处理。”

台下突然安静下来。

atkins的书?

那个全世界几代化学学生都在用的经典教材?

肖宿调出一张截图,正是那本书第187页的內容。

“这里的推导,假设了某个积分在对称操作下保持不变。这个假设在阿贝尔群的情形下成立,但在非阿贝尔群,比如四面体群、八面体群的情形下,是不成立的。”

他用红圈標出那个关键步骤。

“正確的处理应该是用群轨道平均的方法,引入一个修正因子。”

ppt上出现了一个公式:

e_stab = Σ_i c_i x_i(g) · w(r)

c_i是轨道係数,x_i(g)是特徵標,w(r)是由对称群决定的修正因子。

“用这个修正公式重新计算一些高对称性的分子,结果会有明显变化。”

他调出几张图表,是甲烷、苯、一个八面体配合物的计算结果对比。

“甲烷的稳定性指標,修正后提高了大约百分之三。苯的变化小一些,百分之一点几。这个八面体配合物变化最大,修正后的稳定性能比修正前高了將近百分之十。”

他顿了顿,说:“对应的实验数据支持修正后的结果。”

台下彻底安静了。

姜明盯著屏幕上那些图表,眼神里闪过一丝复杂。

atkins的书他也读了四十年了。

给学生讲这门课讲了三十多年。

从来没有想过,那个被无数人引用、验证、再验证的推导,居然有缺陷。

而且这个缺陷,一个十五岁的孩子来指出来了。

华清大学的符教授举起手。

肖宿点点头:“请讲。”

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