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北京石油化工學(xué)院2026年研究生招生接收調(diào)劑公告

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Illusionist

銀蟲 (正式寫手)

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[求助] 中性單原子計算的能級與磁性，如何理解（ISPIN=2 vs 1）

問題一：
中性原子同一軌道不同自旋的能級不是應(yīng)該相等的么？

問題二：
計算結(jié)果顯示，單個中性原子是具有磁性的······@_@···
不理解

問題三：
計算單原子的軌道能級是否應(yīng)該加ISPIN，（如想求出O的2p軌道能量）
假如ISPIN=2的話，軌道能量E=（Eup+Edown）/2？

以氧為例：

ISPIN=1時
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時
  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
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   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

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[ Last edited by Illusionist on 2013-7-28 at 10:25 ]

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1樓 2013-07-28 10:21:25

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【答案】應(yīng)助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
Illusionist: 金幣+45, ★有幫助, 5 2013-07-30 09:00:17

根據(jù)洪特規(guī)則可以判斷能量最低的譜項，O的電子組態(tài)是s2p4.

電子傾向于自旋平行排列占據(jù)盡可能多的軌道，4個P電子占據(jù)3個P軌道，必然兩個不成對電子占據(jù)不同軌道并且自旋平行，這時自旋量子數(shù)S取最大值1，從占據(jù)的軌道上來看，應(yīng)該占據(jù)磁量子取值比較大的軌道，對于p軌道而言，這兩個電子應(yīng)該占據(jù)m=0和m=1的軌道，這種排布應(yīng)該是能量最低的，對應(yīng)的光譜項為3P（2）。所以計算出來的O原子的基態(tài)應(yīng)該是個自旋三重態(tài)。

具體細節(jié)建議找本結(jié)構(gòu)化學(xué)或者原子物理看看。

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4樓2013-07-30 02:04:36

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【答案】應(yīng)助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
Illusionist: 金幣+5, ★有幫助 2013-07-29 10:03:28
franch: 金幣+2, 謝謝回帖交流，， 2013-07-29 14:06:30

可以找到能量最低的電子組態(tài)吧，也就是基態(tài)，這個基本上就是原子光譜的基譜項。一般情況原子應(yīng)該有自旋。

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2樓2013-07-28 14:23:41

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2樓: Originally posted by xyzzz986 at 2013-07-28 14:23:41
可以找到能量最低的電子組態(tài)吧，也就是基態(tài)，這個基本上就是原子光譜的基譜項。一般情況原子應(yīng)該有自旋。

能否以上述氧為例？

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3樓2013-07-29 07:37:18

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4樓: Originally posted by xyzzz986 at 2013-07-30 02:04:36
根據(jù)洪特規(guī)則可以判斷能量最低的譜項，O的電子組態(tài)是s2p4.

電子傾向于自旋平行排列占據(jù)盡可能多的軌道，4個P電子占據(jù)3個P軌道，必然兩個不成對電子占據(jù)不同軌道并且自旋平行，這時自旋量子數(shù)S取最大值1，從占據(jù)的 ...

謝謝。
1。但是從圖中看，能量劈裂是否太大了，幾個ev？
2。中性氧原子是帶磁性的。
3。假如比較O和F的2p軌道化學(xué)趨勢，是否應(yīng)該討論電子添充，還是

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5樓2013-07-30 06:54:07

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考慮電子添充，分析p的三個分量，還是直接不考慮自旋？

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6樓2013-07-30 06:55:56

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考慮單個中性O(shè)原子必須考慮自旋。

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7樓2013-07-30 11:06:35

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7樓: Originally posted by xyzzz986 at 2013-07-30 11:06:35
考慮單個中性O(shè)原子必須考慮自旋。

計算原子軌道的化學(xué)趨勢時·我感覺不必考慮自旋····

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8樓2013-07-30 16:25:07

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這是因為VASP能做spin annealing，不考慮自旋顯然是不對的，化學(xué)變化自旋是不能變化的，因此就有了很多關(guān)于氧原子和氧分子的故事。。。。。。。。。。。

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9樓2013-07-31 00:35:30

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9樓: Originally posted by xyzzz986 at 2013-07-31 00:35:30
這是因為VASP能做spin annealing，不考慮自旋顯然是不對的，化學(xué)變化自旋是不能變化的，因此就有了很多關(guān)于氧原子和氧分子的故事。。。。。。。。。。。

那意思是，計算原子軌道的化學(xué)趨勢時，考慮自旋，但是如何得帶反應(yīng)該軌道的能量值呢？http://prb.aps.org/abstract/PRB/v74/i8/e081201
里面計算了Local-density-approximation-calculated valence p and d
energy levels of neutral atoms to show the general chemical trends.我覺得它就沒有考慮自選

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10樓2013-07-31 13:57:08

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