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lastzealot新虫 (著名写手)
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关于单重态和三重态
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看了一个资料里面讲道 把乙烯分子的C=C键旋转90度后，C=C键之间的pi键消失，只剩下sigma键。这一点我理解。 然后文中说旋转后变成了“open-shell singlet”，也就是开壳层单重态 我就不明白了，为什么不是三重态呢？毕竟有两个单电子的呀？ 那个资料中的相关文字如下 After your calculations, you should always check that the electronic states that you have obtained are reasonable. In this exercise we want you to take a closer look on the electronic state of your ethene singlet rotated 90o. What is the spin state (Mulliken spin population) on the two carbon atoms? Does this correspond to an open or closed shell singlet? To be able to rotate the double bond of ethene, one of the bonds has to be broken (the pi overlap must vanish). Where do you expect the two electrons formerly associated with the bond to be in the staggered conformation (90orotation)? A reasonable assumption is that they are located in different orbitals, approximately located on the two carbons. The spins should still be antiparallel in the singlet. This state is referred to as an open-shell singlet. Finding the right solution for an open-shell singlet is not straightforward. 谢谢。 |
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这是一个常见误区，自旋方向相反分占两个轨道既可以得到单重态也可以得到三重态，但自旋方向平行一定属于三重态。方向相反只能说明z轴方向分量为0，并不能说明模也为零。 两个未成对电子有四种可能组合α1β2-α2β1构成单重态，而α1β2+α2β1，α1α2 和 β1β2构成三重态。单重态只有一个，所以才叫单重态；三重态有三个，能量是简并的，所以叫三重态。三重态的三个态z方向分量分别是-1,0,+1，所以在磁场下会裂分。另外它们的交换对称性也不同。 |
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lastzealot11楼2016-04-01 14:15:08
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lastzealot(zhou2009代发): 金币+10 2016-03-30 09:48:15
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他没说体系一定在单重态啊，他只是说有这样一个态，也没说是基态。这里也没有讲任何具体的过程，也不可能知道会在哪个态。他只想介绍这个概念，讲的是这个构型下单重态会是开窍层的而已。 发自小木虫IOS客户端 |
2楼2016-03-29 22:00:58
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↑↓+↓↑是三重态的一部分。↑↓-↓↑是单重态。既然是三重态，就是说有三个能量相同的态，如果只是↑↑和↓↓就少了一个态啊。另一方面↑↓和↓↑都不是允许的波函数，因为电子不可分，不可能知道哪个是向上哪个是向下，违法了交换对称性 发自小木虫IOS客户端 |
16楼2016-04-01 22:31:25
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你好，我想问问为什么开壳层会是自旋单态呢？按我得理解，开壳层是有未成对电子，设未成对电子数为s（s≠0）,自旋多重度S=2s+1≠1，不等于1为什么会有开壳层单态。新手概念可能理解错了，希望高手能指正出来。 发自小木虫Android客户端 |
3楼2016-03-29 23:00:23
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首先他想说的是这个结构上单态是开窍层，而不是开窍层是单态。 自旋多重度是2s+1但s是总自旋量子数，和未成对电子数没有直接的确定关系。如果未成对电子数是n，那么最大可能的s就是n/2，但如果n是偶数s最小可以是0，如果是奇数最小是1/2。角动量耦合是即使实验化学家都应该熟练掌握的基本功，如果这么基本的东西还没学扎实会遗祸无穷的，还是好好复习一下吧 发自小木虫IOS客户端 |
4楼2016-03-29 23:23:59
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6楼2016-03-30 00:34:32
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9楼2016-04-01 13:31:42
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洪特规则是基态自旋多重度的近似经验规则，一则只是对大多数体系成立，而不是永远成立；二来每个体系都有许多个电子态，激发态的多重度可以完全不同。例如两个相聚一定距离的氢原子，有两个未成对电子，却既可以形成单重态，也可以形成三重态。单重态耦合的未成对电子并不罕见 发自小木虫IOS客户端 |
10楼2016-04-01 13:54:24
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