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adf:spinstate

这是本文档旧的修订版!


电荷、自旋多重度、分子的磁性

ADF中的Spin Polarization是指未配对电子的个数,因此奇数个电子一般而言只能是2、4、6……重态,偶数电子只能是1,3,5……重态。对于中性为奇数电子的体系,如果没有设置Spin Polarization为1,那么ADFinput保存任务的时候,会在保存任务时弹出警告:Warning: The current charge and spin polarization will result in fractional occupation number。如果带上一个正电荷或者负电荷,就变成了偶数电子,Spin Polarization也就是0、2、4……,对应1、3、5……重态。

自然状态下,分子的状态可以说是能量决定一切,哪个状态能量(Total Energy或者Total Bonding Energy均可)更低,自然、稳定的状态下就偏向于处于哪个态。而能量是量子化学可以计算出来的。

例如:

  • O2分别计算单重态和三重态的能量,就会发现三重态能量远低于单冲态,因此可知O2在自然状况下是处于三重态的
  • Mn2可能的状态有:单、3、5、7、9、11等多重度,分别计算各种状态能量,会发现这些状态能量相差非常小(1kcal/mol的量级),而9、11等态能量更低,那么也就可以理解为绝对零度等时候,是处于能量最低的多重态上面的,因为各个态能量差别很小,所以通过升温是可以转化为其他自旋多重度的

值得一提的是:温度引起的电子能量变化非常小,所以一般升温并不能导致电子的激发。不过如果不同状态能量相差很小,例如在几个kcal/mol的量级,这是可以通过加热而实现电子的激发跃迁的。

另外,分子的磁性,也就是体现在高的自旋多重度上。到底多高?这个要用户分别去计算各种可能的自旋多重度,然后看各种自旋多重度的时候,能量的情况。

adf/spinstate.1477294178.txt.gz · 最后更改: 2016/10/24 15:29 由 liu.jun

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