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肖宿走上讲台,插上U盘,打开PPT。

  第一页,标题很简单: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。

  “问题本身是关于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,周围连着六个配体。

  “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。原因在于,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,标注出奇点所在的位置。

  “对称性约束在量子化学计算中很重要。分子轨道属于群的不可约表示,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标,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,但有个副产品。”

  PPT切换到下一页。

  “Atkins的《MolecularQuantumChemistry》,第五章关于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页的内容。

  “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。”

  他用红圈标出那个关键步骤。

  “正确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_ic_iχ_i(g)·ω(R)

  c_i是轨道系数,χ_i(g)是特征标,ω(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。

  “甲烷的稳定性指标,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将近百分之十。”

  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。

  姜明盯着屏幕上那些图表,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。”