团簇可能的自旋多重度怎么算？

abu123

团簇可能的自旋多重度应该怎么算？查阅资料时发现单个原子或分子的可能的自旋多重度的计算方法是单电子数➕1，而单电子数的个数则根据外层电子的排布方式决定。一个分子中含有的价电子数等于分子中各个原子的价电子数之和，那么，如果这个和是20或更大的数，此时，应该怎么确定单电子的个数？团簇计算自旋多重度的方式是否与分子的计算方式一样？

zjxitcc

（1）所有物质计算自旋多重度的方式都是2S+1，不区分什么团簇、分子。S = 1/2(alpha单电子数 - beta单电子数)，所以自旋多重度就是 alpha单电子数 - beta单电子数 + 1。
（2）“单电子数➕1”并不总是对的，例如对称破缺单重态有1个alpha单电子，有1个beta单电子，但此时并非是三重态。
（3）偶数电子体系，自旋多重度允许取值为单重态，三重态、五重态、以此类推。奇数电子体系，自旋多重度允许取值为二重态，四重态、六重态、以此类推。这两个集合没有交集，有的新手会闹出“基态是单重态，激发态是二重态”的笑话。
（4）最可能的自旋多重度需要通过化学直觉来初步判断，定量判断则需要量子化学计算，比较不同自旋态的相对能量。常见偶数电子体系的有机分子都是闭壳层单重态。如果一丁点化学直觉都没有，需要修读本科化学课程。
（5）如果觉得文字太多、不想记忆、知其然却不知其所以然，建议阅读Levin的《Quantum Chemistry》一书，系统学习一些量子化学入门基本知识，则可举一反三。

sobereva

“单电子数➕1” 是著名的以讹传讹。每次我讲北京科音初级量子化学培训班都要强调一次用这种定义来算自旋多重度的人都是连双自由基、反铁磁性耦合体系都不知道是什么的人。

直接说清楚是什么团簇，多数情况内行人直接就能准确告诉你自旋多重度该是多少。诸如一堆闭壳层分子构成的分子团簇自旋多重度必然是1。

abu123

zjxitcc 发表于 2023-11-27 16:11
（1）所有物质计算自旋多重度的方式都是2S+1，不区分什么团簇、分子。S = 1/2(alpha单电子数 - beta单电子 ...

好的好的，谢谢老师的耐心解答

abu123

sobereva 发表于 2023-11-28 03:25
“单电子数➕1” 是著名的以讹传讹。每次我讲北京科音初级量子化学培训班都要强调一次用这种定义来算 ...

老师，我想判断TinTamC12(n=5-8,m=1-4)团簇的可能的自旋多重度去做量子化学计算。根据偶数电子体系，自旋多重度允许取值为单重态，三重态、五重态、以此类推。奇数电子体系，自旋多重度允许取值为二重态，四重态、六重态设置了一些多重度去计算，但是我比较想知道一个体系最高的自旋多重态应该怎么判断？

sobereva

abu123 发表于 2023-11-28 10:08
老师，我想判断TinTamC12(n=5-8,m=1-4)团簇的可能的自旋多重度去做量子化学计算。根据偶数电子体系，自旋 ...

“最高的”指代不明
程序能算的最高的是所有电子都自旋平行，自旋多重度也即等于总电子数+1。但算这个显然没意义
诸如你那种体系，取最低几个可能的自旋态对比能量就够了，自旋多重度太高的能量肯定很高

abu123

sobereva 发表于 2023-11-29 00:15
“最高的”指代不明
程序能算的最高的是所有电子都自旋平行，自旋多重度也即等于总电子数+1。但算这个显 ...

好的，谢谢老师