洪德最大多重度规则

✍ dations ◷ 2025-12-07 13:09:03 #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

  • A+E电视网A+E电视网(英语:A+E Networks,全称A&E Television Networks,曾缩写为AETN)是一家通过有线电视和卫星电视实现在美国及海外地区联播的电视网。“A&E”是艺术(Arts)与娱乐(Entertainme
  • 马格里布马格里布(al-Maġrib al-ʿArabī,المغرب العربي‎),非洲西北部一地区,阿拉伯语意为“日落之地”。宋代《诸蕃志》译为“默伽猎”。该词在古代原指阿特拉斯山脉至地
  • 圣玛丽大教堂圣马利亚座堂(英语:St Mary's Cathedral)是英国苏格兰格拉斯哥的一座苏格兰圣公会教堂,位于格拉斯哥西部。现在的建筑于1871年11月9日开始使用,在1893年竣工。这座教堂是英国的A
  • 刘捍刘捍,唐朝末年开封人。刘捍为人明敏有威仪,善接待导引。朱温一开始镇守在宣武军,任命刘捍为宾客。唐昭宗召见,问梁军中事,称旨,赐以锦袍,拜登州刺史,赐号“迎銮毅勇功臣”。朱温即帝
  • 维内什·珀尕维内什·珀尕(英语:Vinesh Phogat,印地语:विनेश फौगाट,1994年8月25日-)生于哈里亚纳邦比瓦尼县,是一名印度女子自由式摔跤运动员。她是印度著名的珀尕姐妹的一员,吉塔·珀
  • 巴思明巴思明(1485年-1563年),字云壁,山东新城县人,明朝政治人物、同进士出身。正德九年(1514年),登进士,授行人,因弹劾江彬,下锦衣狱,因官员申救,担任国子监学正。嘉靖年间,升任户科给事中,历兵科
  • 潜藩升府潜藩升府指宋朝皇帝即位之后,将潜藩、潜邸所在州升为府的行政区划制度。通常皇帝会视即位前所受封的爵位,包括王爵和公爵的命名地,一般是州和遥领的地方官职,大多为某军节度使的
  • 曼谷爱情故事《曼谷爱情故事》(泰语:เพื่อน...กูรักมึงว่ะ,直译“朋友...吾爱汝哇!”),由泰国导演普安农编剧、执导的同志爱情电影,2007年9月13日于泰国首映。内容描述一名警
  • 刘志昇刘志昇(1967年4月21日-),台湾棒球选手,曾任中华职棒兴农牛队、领队纬来体育台球评,现任中国大陆河南吉象队教练。3 武建州 | 5 卢诗清 | 7 黄自强 | 8 黄煚隆(总冠军赛MVP) | 11 金
  • 新三田站新三田站(日语:新三田駅/しんさんだえき  */?)是一个位于日本兵库县三田市福岛,属于西日本旅客铁道(JR西日本)福知山线的铁路车站。车站编号为JR-G62。此站包括在“JR宝冢线”的