洪德最大多重度规则

✍ dations ◷ 2025-12-03 04:36:08 #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

  • 伊特鲁里亚人伊特鲁里亚文明(Etruscan civilization)是伊特鲁里亚地区(今意大利半岛及科西嘉岛)于公元前12世纪至前1世纪所发展出来的文明,其活动范围为亚平宁半岛中北部。迄今为止,考古学界和
  • 游离态游离态是指元素存在的一种状态,与化合态相对。特别地,如果某物质只由一种元素组成,那么其状态即被称为游离态。游离态物质,即是单质,如游离铁(Fe),游离硫(S)等。通常来讲,绝大部分元素
  • 时域时域(英语:time domain)是描述数学函数或物理信号对时间的关系。例如一个信号的时域波形可以表达信号随着时间的变化。若考虑离散时间,时域中的函数或信号,在各个离散时间点的数
  • 因迪吉尔卡河因迪吉尔卡河(俄语:Индиги́рка)又译彦地结卡河或印地格尔卡河,是俄罗斯西伯利亚地区的河流,长1,726公里,注入东西伯利亚海。因迪吉尔卡河每年10月开始结冻,直到5至6月才
  • 龟背竹属龟背竹属(学名:)又名龟背芋属,是天南星科下的一个属,为攀援灌木植物。该属共有约50种,分布于美洲热带地区。本科常见植物有:龟背竹仙洞龟背竹Monstera obliqua小龟背竹Monstera ad
  • 马丁·辛戏剧类最佳男主角 2000年 《白宫群英》 2001年 《白宫群英》雷蒙·赫拉尔多·安东尼奥·埃丝泰威兹(西班牙语:Ramón Gerardo Antonio Estévez,1940年8月3日-),艺名马丁·辛(Marti
  • 李西屏李西屏(1888年-1960年),湖北黄冈人,中华人民共和国政治人物。担任湖北省商业厅副厅长,湖北省政协副主席。1954年,当选第一届全国人民代表大会代表。
  • 高千穗大学高千穗大学(日语汉字:高千穂大学;英语:Takachiho University)位于日本东京都杉并区大宫2-19-1,为日本私立大学,1950年设置,大学简称高千穂大。
  • 2019年-2021年波斯湾危机 2019年–2020年波斯湾危机(2019–2020 Persian Gulf crisis),也被称为伊朗与美国的对抗和海湾危机。是美国与伊朗日益紧张局势形成。美国开始在该地区建立军事力量,以阻止据称
  • 经验模态分解经验模态分解 (Empirical Mode Decomposition,缩写EMD)是由黄锷(N. E. Huang)与其他人在美国国家宇航局于1998年创造性地提出的一种新型自适应信号时频处理方法,特别适用于非线性