作业帮单线态氧1∑g+为何不存在自旋限制?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：综合作业 时间：2024/05/29 11:20:34
单线态氧1∑g+为何不存在自旋限制?
1∑g+的πx和πy两个轨道分别只有1个电子,虽然是自旋方向相反,也算是在两个轨道中分别具有一个价电子,要夺取别的原子具有的分别在各自轨道上跟它相对但自旋方向跟它相反的两个电子应该也不容易吧,何况这样的原子应该和1∑g+一样也很难出现.图片摘自Wipi.
按照pauli’s 原则在原子或分子轨道中的两个电子都是自旋相反的,所以不可能满足此标准,这就限制了电子向氧分子上的转移,使O2只能一次接受一个电子（自旋限制）,这就意味著氧只能缓慢地与很多非自由基物质起反应.----来自中山医科大学吕教授关于自由基的PPT.
1∑g+的πx和πy两个轨道分别只有1个电子,虽然是自旋方向相反,也算是在两个轨道中分别具有一个价电子,要夺取别的原子具有的分别在各自轨道上跟它相对但自旋方向跟它相反的两个电子应该也不容易吧,何况这样的原子应该和1∑g+一样也很难出现.图片摘自Wipi.
按照pauli’s 原则在原子或分子轨道中的两个电子都是自旋相反的,所以不可能满足此标准,这就限制了电子向氧分子上的转移,使O2只能一次接受一个电子（自旋限制）,这就意味著氧只能缓慢地与很多非自由基物质起反应.----来自中山医科大学吕教授关于自由基的PPT.
“单线态氧1∑g+为何不存在自旋限制?”
这里所说的“自旋限制”?神马意思?
－－－－－－－－－－－－－
首先,Pauli’s 不相容原理,在“同一个”原子或分子轨道中的两个电子自旋必须相反.
再,1∑g+单线态为氧分子的一个激发态,接受“外来”电子,同氧的三线态基态一样,并不受限制.只有当与其它基态“双自由基”分子反应时,由于自旋态的对称性不同,氧的这两种状态的反应性才有不同. 其它基态“双自由基”分子与三线态基态氧反应是“自旋对称性可允”的,而与单线态1∑g+氧分子反应是“自旋对称性禁阻”的.
“这就限制了电子向氧分子上的转移,使O2只能一次接受一个电子”?
再问： “双自由基”分子不一定就是上上，也有可能是上下，怎么就遇基态氧可允，遇1∑g+禁阻呢？ 如果遇1∑g+禁阻，遇基态氧可允，不就等于说“ 基态氧没有自旋限制，单线态氧有自旋限制”了吗？这恰恰是与事实相反的。 另外，我是认为基态氧和单线态氧都是只能一次接受一个电子，都是自旋限制的，原因前面已经说过了。但PPT上说单线态氧没有自旋限制，这才是我的疑问所在。 图片摘自：中山医科大学吕教授关于自由基的PPT。
再答： 首先，什么是基态O2？ 基态O2上两个电子分别在两个不同的简并轨道上，且自旋平行（或是上上，或是下下）。自旋多重度 2S+1=3, 故为“三线态”（triplet). 若基态O2接受外来电子，外来电子的自旋必须与基态O2的“最高占据轨道”上的两个电子的自旋相反。否则，违背Pauli‘s 不相容原理。 再，激发态O2，¹Δg，两个电子在一个轨道里，且自旋相反。还留有一个简并的“空轨道”可以用来接受外来电子。这时，不管外来电子自旋方向，都不会受原来两个电子的自旋方向的限制。因为不在一个轨道上，不会违背Pauli‘s 不相容原理。 又，激发态O2，1∑g+，两个电子在两个不同的简并轨道里，且自旋相反。每个轨道都还留有一个“空位置”可以用来接受外来电子。这时，不管外来电子自旋方向，总会与简并轨道里原来两个自旋相反的电子中的一个“自旋配对”。因而不会违背Pauli‘s 不相容原理。
再问： Simon, 你这么说我明白了这里说的有还是没有自旋限制是神马意思，但 1说氧气一次只能接受一个电子，特指基态氧吗？ 2基态氧刚好碰到个下下在两个轨道，不也能接受两个电子么？ 3两种单线态氧既然没有自旋限制，就没必要一次只接受一个电子了吧？ 4既然基态氧可以在πx和πy 上上，为何就没有其他分子可以下下能刚好与基态氧配上呢？ 5如果基态氧要得个下下难，那么1∑g+要得个上下也不容易吧？
再答： 三个粒子（O2加两个独立的电子）同时（严格的同时）碰撞的几率是多少？两个粒子碰撞的几率要大的多的多多多多。 大街上两辆车碰撞见的多了。见过三辆车从三条不同的路上开过来，（严格的）同时碰撞在一齐吗？
再问： 你说的是碰撞机率问题，没错，三辆车撞在一起不容易，但这跟我的12345不是一个类比。如果你要用撞车来解释，那么符合类比的应该是：一辆车既然可以坐两个人往前走，那么同样可以碰上载着两个人的另一辆车迎面而来。迎面车可以坐一个人也可以坐两个人甚至三个人。并且，迎面车坐多少人也是随机的。这才是符合上面12345的类比，也是问题所在。也许你会说往前车碰上坐一个人的迎面车的机率比坐两个人的多得多多多。但事实是这样吗？
这里所说的“自旋限制”?神马意思?
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首先,Pauli’s 不相容原理,在“同一个”原子或分子轨道中的两个电子自旋必须相反.
再,1∑g+单线态为氧分子的一个激发态,接受“外来”电子,同氧的三线态基态一样,并不受限制.只有当与其它基态“双自由基”分子反应时,由于自旋态的对称性不同,氧的这两种状态的反应性才有不同. 其它基态“双自由基”分子与三线态基态氧反应是“自旋对称性可允”的,而与单线态1∑g+氧分子反应是“自旋对称性禁阻”的.
“这就限制了电子向氧分子上的转移,使O2只能一次接受一个电子”?
再问： “双自由基”分子不一定就是上上，也有可能是上下，怎么就遇基态氧可允，遇1∑g+禁阻呢？ 如果遇1∑g+禁阻，遇基态氧可允，不就等于说“ 基态氧没有自旋限制，单线态氧有自旋限制”了吗？这恰恰是与事实相反的。 另外，我是认为基态氧和单线态氧都是只能一次接受一个电子，都是自旋限制的，原因前面已经说过了。但PPT上说单线态氧没有自旋限制，这才是我的疑问所在。 图片摘自：中山医科大学吕教授关于自由基的PPT。
再答： 首先，什么是基态O2？ 基态O2上两个电子分别在两个不同的简并轨道上，且自旋平行（或是上上，或是下下）。自旋多重度 2S+1=3, 故为“三线态”（triplet). 若基态O2接受外来电子，外来电子的自旋必须与基态O2的“最高占据轨道”上的两个电子的自旋相反。否则，违背Pauli‘s 不相容原理。 再，激发态O2，¹Δg，两个电子在一个轨道里，且自旋相反。还留有一个简并的“空轨道”可以用来接受外来电子。这时，不管外来电子自旋方向，都不会受原来两个电子的自旋方向的限制。因为不在一个轨道上，不会违背Pauli‘s 不相容原理。 又，激发态O2，1∑g+，两个电子在两个不同的简并轨道里，且自旋相反。每个轨道都还留有一个“空位置”可以用来接受外来电子。这时，不管外来电子自旋方向，总会与简并轨道里原来两个自旋相反的电子中的一个“自旋配对”。因而不会违背Pauli‘s 不相容原理。
再问： Simon, 你这么说我明白了这里说的有还是没有自旋限制是神马意思，但 1说氧气一次只能接受一个电子，特指基态氧吗？ 2基态氧刚好碰到个下下在两个轨道，不也能接受两个电子么？ 3两种单线态氧既然没有自旋限制，就没必要一次只接受一个电子了吧？ 4既然基态氧可以在πx和πy 上上，为何就没有其他分子可以下下能刚好与基态氧配上呢？ 5如果基态氧要得个下下难，那么1∑g+要得个上下也不容易吧？
再答： 三个粒子（O2加两个独立的电子）同时（严格的同时）碰撞的几率是多少？两个粒子碰撞的几率要大的多的多多多多。 大街上两辆车碰撞见的多了。见过三辆车从三条不同的路上开过来，（严格的）同时碰撞在一齐吗？
再问： 你说的是碰撞机率问题，没错，三辆车撞在一起不容易，但这跟我的12345不是一个类比。如果你要用撞车来解释，那么符合类比的应该是：一辆车既然可以坐两个人往前走，那么同样可以碰上载着两个人的另一辆车迎面而来。迎面车可以坐一个人也可以坐两个人甚至三个人。并且，迎面车坐多少人也是随机的。这才是符合上面12345的类比，也是问题所在。也许你会说往前车碰上坐一个人的迎面车的机率比坐两个人的多得多多多。但事实是这样吗？