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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » Vasp&MedeA » 中性单原子计算的能级与磁性，如何理解（ISPIN=2 vs 1）
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Illusionist

银虫 (正式写手)

[求助] 中性单原子计算的能级与磁性，如何理解（ISPIN=2 vs 1）

问题一：
中性原子 同一轨道不同自旋的能级不是应该相等的么？



问题二：
计算结果显示，单个中性原子是具有磁性的······@_@···
不理解


问题三：
计算单原子的轨道能级是否应该加ISPIN，（如想求出O的2p轨道能量）
假如ISPIN=2的话，轨道能量E=（Eup+Edown）/2？




以氧为例：

ISPIN=1时
band No.  band energies     occupation
      1     -23.9672      2.00000
      2      -9.0266      1.33348
      3      -9.0265      1.33327
      4      -9.0265      1.33325
      5      -0.2261      0.00000
      6       0.2237      0.00000
      7       0.4362      0.00000
      8       0.4958      0.00000
      9       0.5233      0.00000
     10       0.5680      0.00000
     11       0.6072      0.00000
     12       0.9202      0.00000
     13       0.9740      0.00000
     14       0.9802      0.00000
     15       1.0334      0.00000


total charge

# of ion     s       p       d       tot
----------------------------------------
  1        1.656   2.919   0.000   4.575





ISPIN=2时
  band No.  band energies     occupation
      1     -25.2260      1.00000
      2     -10.9002      1.00000
      3     -10.9002      1.00000
      4      -8.8007      1.00000
      5      -0.2678      0.00000
      6       0.1956      0.00000
      7       0.4242      0.00000
      8       0.4823      0.00000
      9       0.5210      0.00000
     10       0.5719      0.00000
     11       0.6058      0.00000
     12       0.8889      0.00000
     13       0.9502      0.00000
     14       0.9556      0.00000
     15       1.0325      0.00000

spin component 2

k-point   1 :       0.0000    0.0000    0.0000
  band No.  band energies     occupation
      1     -21.5606      1.00000
      2      -7.5464      1.00000
      3      -6.4399      0.00000
      4      -6.4399      0.00000
      5      -0.1245      0.00000
      6       0.3050      0.00000
      7       0.4812      0.00000
      8       0.5348      0.00000
      9       0.5452      0.00000
     10       0.5907      0.00000
     11       0.6268      0.00000
     12       0.9592      0.00000
     13       1.0364      0.00000
     14       1.0384      0.00000
     15       1.0883      0.00000

total charge

# of ion     s       p       d       tot
----------------------------------------
  1        1.648   2.942   0.000   4.590



magnetization (x)

# of ion     s       p       d       tot
----------------------------------------
  1        0.018   1.533   0.000   1.550
中性单原子计算的能级与磁性，如何理解（ISPIN=2 vs 1）
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[ Last edited by Illusionist on 2013-7-28 at 10:25 ]
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1楼2013-07-28 10:21:25
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xyzzz986

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
Illusionist: 金币+45, ★有帮助, 5 2013-07-30 09:00:17
根据洪特规则可以判断能量最低的谱项，O的电子组态是s2p4.

电子倾向于自旋平行排列占据尽可能多的轨道，4个P电子占据3个P轨道，必然两个不成对电子占据不同轨道并且自旋平行，这时自旋量子数S取最大值1，从占据的轨道上来看，应该占据磁量子取值比较大的轨道，对于p轨道而言，这两个电子应该占据m=0和m=1的轨道，这种排布应该是能量最低的，对应的光谱项为3P（2）。所以计算出来的O原子的基态应该是个自旋三重态。

具体细节建议找本结构化学或者原子物理看看。
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4楼2013-07-30 02:04:36
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xyzzz986

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
Illusionist: 金币+5, ★有帮助 2013-07-29 10:03:28
franch: 金币+2, 谢谢回帖交流，， 2013-07-29 14:06:30
可以找到能量最低的电子组态吧，也就是基态，这个基本上就是原子光谱的基谱项。一般情况原子应该有自旋。
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2楼2013-07-28 14:23:41
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Illusionist

银虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by xyzzz986 at 2013-07-28 14:23:41
可以找到能量最低的电子组态吧，也就是基态，这个基本上就是原子光谱的基谱项。一般情况原子应该有自旋。

能否以上述氧为例？

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3楼2013-07-29 07:37:18
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Illusionist

银虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by xyzzz986 at 2013-07-30 02:04:36
根据洪特规则可以判断能量最低的谱项，O的电子组态是s2p4.

电子倾向于自旋平行排列占据尽可能多的轨道，4个P电子占据3个P轨道，必然两个不成对电子占据不同轨道并且自旋平行，这时自旋量子数S取最大值1，从占据的 ...

谢谢。
1。但是从图中看，能量劈裂是否太大了，几个ev？
2。中性氧原子是带磁性的。
3。假如比较O和F的2p轨道化学趋势，是否应该讨论电子添充，还是

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5楼2013-07-30 06:54:07
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Illusionist

银虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by xyzzz986 at 2013-07-30 02:04:36
根据洪特规则可以判断能量最低的谱项，O的电子组态是s2p4.

电子倾向于自旋平行排列占据尽可能多的轨道，4个P电子占据3个P轨道，必然两个不成对电子占据不同轨道并且自旋平行，这时自旋量子数S取最大值1，从占据的 ...

考虑电子添充，分析p的三个分量，还是直接不考虑自旋？

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6楼2013-07-30 06:55:56
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xyzzz986

木虫 (著名写手)
考虑单个中性O原子必须考虑自旋。
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7楼2013-07-30 11:06:35
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Illusionist

银虫 (正式写手)
引用回帖:
7楼: Originally posted by xyzzz986 at 2013-07-30 11:06:35
考虑单个中性O原子必须考虑自旋。

计算原子轨道的化学趋势时·我感觉不必考虑自旋····
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8楼2013-07-30 16:25:07
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xyzzz986

木虫 (著名写手)
这是因为VASP能做spin annealing，不考虑自旋显然是不对的，化学变化自旋是不能变化的，因此就有了很多关于氧原子和氧分子的故事。。。。。。。。。。。
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9楼2013-07-31 00:35:30
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Illusionist

银虫 (正式写手)
引用回帖:
9楼: Originally posted by xyzzz986 at 2013-07-31 00:35:30
这是因为VASP能做spin annealing，不考虑自旋显然是不对的，化学变化自旋是不能变化的，因此就有了很多关于氧原子和氧分子的故事。。。。。。。。。。。

那意思是，计算原子轨道的化学趋势时，考虑自旋，但是如何得带反应该轨道的能量值呢？http://prb.aps.org/abstract/PRB/v74/i8/e081201
里面计算了Local-density-approximation-calculated valence p and d
energy levels of neutral atoms to show the general chemical trends.我觉得它就没有考虑自选
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10楼2013-07-31 13:57:08
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