洪德最大多重度规则

✍ dations ◷ 2025-04-04 11:25:25 #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

  • 玛丽亚·特蕾西亚玛丽娅·特蕾西亚·沃尔布加·阿玛丽娅·克里斯蒂娜(德语:Maria Theresia Walburga Amalia Christina;1717年5月13日-1780年11月29日),哈布斯堡君主国史上唯一女性统治者,统治范围
  • 阴蒂脚阴蒂脚(英语:clitoral crura, clitoral crus)是指两个勃起组织(英语:erectile tissue),合并一起形成一个V字形,位于阴蒂体,在分叉点上与阴蒂海绵体相交。阴蒂脚的根部与耻骨弓(英语:pub
  • 紫椴紫椴(学名:Tilia amurensis)是椴树科椴树属的植物。分布在朝鲜以及中国大陆的吉林、黑龙江等地,生长于海拔50米至500米的地区,多生长于山坡杂木林中、山坡及针阔混交林中,并非由人
  • 客家地区客家地区是指有较多客家人聚集的地区。一般来说客家人比较集中在中国的闽粤赣交界处,然而其他地方广东西部、广西东部等等也有不少客家人居住。客家人是分布范围较广的汉民系
  • 独联体杯独联体杯(俄语:Кубок чемпионов Содружества, Кубок Содружества, Кубок чемпионов содружества стр
  • 第二十二初创军团第二十二初创军团(英语:Legio XXII Primigenia)古罗马军队建制名称。由罗马帝国君主卡利古拉于公元39年建立并存在至3世纪后期。该军团曾参加达契亚战争等一系列相关军事活动,具
  • 天文爱好者天文爱好者泛指对天文学感兴趣的人,一般而言都是业余性质。历史上,天文爱好者中有不少人曾作出重要贡献,他们是发展天文事业一支重要力量,也为补足专业天文台未能日以继夜观测的
  • Ruby on RailsRuby on Rails(官方简称为Rails,亦被简称为RoR),是一个使用Ruby语言写的开源Web应用框架,它是严格按照MVC结构开发,努力使自身保持简单,使实际应用开发时的代码更少,使用最少的配置
  • 葛世振葛世振(1614年-1682年),字仞上,号同果,浙江鄞县人,明朝政治人物,榜眼及第。崇祯十三年(1640年),登一甲第二名进士,授翰林院编修,充日讲官。不久请假归省。崇祯十七年(1644年),李自成攻破北京
  • 兼职奶爸《兼职奶爸》(英语:)是2009年美国的一部喜剧电影,由导演华特·贝克(英语:Walt Becker)执导,约翰·特拉沃尔塔和罗宾·威廉斯主演。