洪德最大多重度规则

✍ dations ◷ 2025-04-02 21:22:42 #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

  • 迈克尔·贝里迈克尔·贝里(英语:Michael Berry,1941年3月14日-),英国数学物理学家,布里斯托尔大学教授。1982年成为皇家学会会员,1996年被授以爵位。2006年起任《Proceedings of the Royal Socie
  • 脑膜炎奈瑟球菌脑膜炎双球菌(学名Neisseria meningitidis),又名脑膜炎奈瑟菌或脑脊髓膜炎双球菌,简称为脑膜炎球菌,是一种革兰氏阴性菌,因其所导致的脑膜炎而闻名,亦会造成脑膜炎球菌血症(一种致
  • 甲壳动物见内文甲壳亚门(学名:Crustacea)是由非常大的一组的节肢动物门形成的,通常被当作是一个亚门,包括常见的物种,例如螃蟹,虾,龙虾,淡水龙虾,磷虾,和藤壶等等。这些物种通过对非常不同的环
  • 曼宁丹尼尔·里卡多·曼宁(英语:Daniel Ricardo Manning,1966年5月17日-),美国前NBA篮球运动员,场上位置为小前锋,其父埃德·曼宁(英语:Ed Manning)也曾是NBA球员。曼宁是堪萨斯大学篮球史
  • 资本外流资本外流或资金外流,也有人称资本外逃通常指的是在一国家或区域内发生的大规模资本流出,是国际投资市场上发生的现象之一。经济学上定义的资本外流有分长期或短期两种,当一国发
  • 中国-欧盟关系中华人民共和国和欧洲联盟的外交关系建立于1975年。中欧关系一个争议的焦点便是欧盟对中国武器禁运。中欧关系始于1985年中欧“贸易与合作协议”。从2007年起,双方开始谈判提
  • 藤野朋子藤野朋子(日语:藤野 とも子,1976年5月30日-),日本女性配音员。出身于滋贺县。身高160cm。A型血。青二Production所属,青二塾东京校第16期毕业。善长方言有关西方言、京都方言。为人
  • 索尔 (悲剧)索尔(Saul)是一个有五幕戏的悲剧,由维托里奥·艾法利(英语:Vittorio Alfieri)于1782年创作,是其得名的是其主角被赋予了暴君和受害者两方面的悲情英雄主义。这部作品标志了意大利悲
  • 上古日语上古日语(日语:上代日本語/じょうだいにほんご ),指奈良时代及其以前使用的日语古语。上古日语的分期,没有统一的标准,但较多采用重要历史事件,例如上古日语在794年结束,因为首都由
  • 沈沅沈沅(1880年-1965年9月3日),字芷馨。云南省楚雄县人。民国38年(1949年)在云南省第三选区递补当选第一届立法委员。