洪德最大多重度规则

✍ dations ◷ 2025-12-03 16:32:06 #量子化学,光谱学

洪德最大多重度规则(Hund's rule of maximum multiplicity)是洪德规则中的第一条,于1925年由弗里德里希·洪德提出。因其在原子化学、光谱学、量子化学中的重要性,又常被简称为洪德规则,而忽略洪德的另外两条规则。一些中学教材里面介绍的洪德规则实际上是本规则,如在人教版化学选修教材中,洪德规则被表述为:“当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同。”

洪德最大多重度规则可以表述为:一个确定的电子排布的所有能态中,自旋多重度最高的能态能量最低。

运用光谱学的语言,上面的“能态”一词可以换为“光谱项”。上面表述中的“自旋多重度”是化学用语,它等于2S+1,其中S是体系的自旋量子数。自旋多重度是在S给定的情况下自旋磁量子数mS的所有可能取值的个数。上面表述中的“自旋多重度最高”也可以等价地表述为“自旋量子数最大”。

原始的洪德规则是基于对原子的观察而得出,但化学家经常将洪德规则用在分子和分子片(自由基)上面。最常见的例子是光化学中借助洪德规则而得出基态为单重态的分子的最低能量的三重态(S=1,光谱学记号T1)比单重态第一激发态(S=0,光谱学记号S1)的能量要低。推广后的洪德规则也是广泛适用的,但有部分例外,详见下文。

对于这一规则,早期的一个解释是,高自旋态迫使电子占据不同的空间轨道,减低了电子之间的库仑排斥作用。然而近代的量子力学计算表明,洪德规则的真正原因是高自旋态下电子与原子核的吸引作用受到较少的屏蔽。

对于硅原子,基态电子排布为1s2 2s2 2p6 3s2 3p2,只有3p亚层不是全满,故只要考虑p2排布对应的光谱项,简单的计算可知它包含三个光谱项1、3与1,由洪德最大多重度规则可知基态光谱项为3,右图中画出了这一光谱项所包含的其中一个状态(==1)。

2004年,研究人员合成了一种称为DMX(英语:5-dehydro-m-xylylene)的三自由基,是第一个被发现不符合洪德规则的有机体系。

相关

  • 领土美国领地是指美国行政区划的一种分类,其领土由美国政府管理但不属于美国任何一个州。建立这些领地的目的是为了管理这些新获得的地区,因为当时美国领土的边界还在扩张中。这些
  • MOA作用机制,亦称为作用机理(Mechanism of action (MOA)),在药理学和毒理学中是指一个特定分子(如药物分子、毒物分子)在分子层面上发挥特定药理或毒理作用的机理。一般而言,特定分子
  • 语言学家列表语言学家是指研究语言学并有一定造诣的学者。下列是语言学家的列表(List of linguists),可以参考结构主义的当代语言学家。
  • 脸部单侧或双侧麻痹贝尔氏麻痹症(Bell's palsy)是面部瘫痪之一种,由颅神经VII(面神经)的功能障碍引起,导致无力控制受影响一侧的面部肌肉。通常受影响一侧眼睛不能闭合。眼睛必须防止干燥,否则角膜可
  • 太平洋大学太平洋大学(University of the Pacific)是一所位于美国加州史塔克顿的非营利性私立大学。1851年7月10日在加州圣克拉拉成立,校名为加州卫斯理学院(California Wesleyan College)
  • 塞拉-达圣安娜塞拉-达圣安娜(葡萄牙语:Serra de Santana)是巴西东北部北里约格朗德州中波蒂瓜尔中区的一个小区。塞拉-达圣安娜下辖以下的市镇:
  • 约翰尼·伊萨克松约翰·哈迪·“约翰尼”·伊萨克松(英语:John Hardy "Johnny" Isakson;1944年12月28日-),是一位美国共和党政治人物,现任乔治亚州美国参议院议员、前乔治亚州美国众议院议员及前乔
  • 天主教斯波坎教区天主教斯波坎教区(拉丁语:Dioecesis Spokanensis、英语:Roman Catholic Diocese of Spokane)是美国一个罗马天主教教区。属西雅图总教区。成立于1913年12月17日。教区范围包括华
  • 樊钊樊钊(?年-1940年5月),字。山西省定襄县人。他为抗日战争期间阵亡的中国军方高级将领之一。历任陆军第六十九师第二百零三旅第四百零五团团长,陆军第七十一师中将师长。八路军攻占
  • 柯特妮·考克斯《惊声尖叫》恐怖电影四部曲 盖儿·薇瑟斯柯特妮·贝斯·考克斯(英语:Courteney Bass Cox ,1964年6月15日-),美国女演员、模特儿,因演出电视剧《老友记》和电影《惊声尖叫》而成名