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一个原子轨道容纳的两个电子为什么自旋方向相反?

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/28 11:13:04
一个原子轨道容纳的两个电子为什么自旋方向相反?
这个问题得从物理学解释:
首先,自然界普遍存在的一个原理——能量最低原理!也就是说基态(对应最稳定的状态)的时候,其体系能量要保持最低.
比如一块砖头,你觉得立着放、倒着放、平躺着放哪种情况最稳定呢?很显然是平躺着的时候,这个时候砖头以最大接触面积着地,其重心最低,也就是重力势能最小(静止的砖头不存在动能),所以这个时候砖头能量最低!
现在言归正传,说电子.电子自转也会形成电流,电流产生磁场.而同向旋转的两个电子所产生的磁力(安培力)的作用方向是相反的,体现为排斥力;排斥力抬高了体系能量,所以不稳定.
而如果它们是反向进驻轨道的时候,所产生的安培力是吸引力,这个力虽然不足以和两个电子因带同性电荷所产生的库仑斥力抗衡,但是它终究能起到一个使体系能量下降的作用,所以,为了稳定,两个电子都是以自旋反向进驻轨道的.
同样的道理,比如有3个空的p轨道,4个电子要进驻这3个轨道,也会先有3个电子分别占一个轨道之后,第4个电子再择一反向进入一个轨道.这都是为了保证基态能量最低.