硅原子核外,最外层的P电子有1种自旋方向为什么?为什么不是两种?

Question

硅原子核外,最外层的P电子有1 种自旋方向为什么?为什么不是两种?

Answer 1

硅最外层第3能层（主量子数n=3）,其中分成s、p、d三个亚层（分别对应角量子数l=0,1,2,角量子数l取值范围是0~n-1）,s亚层1个轨道（对应磁量子数m=0）,p亚层3个轨道（分别对应磁量子数m=-1,0,+1）,d亚层5个轨道（分别对应磁量子数m=-2、-1,0,+1、+2,磁量子数取值范围是-l~+l）,所以共有9个轨道.
Si最外层4个电子,其中3s亚层填充2个电子,3p亚层3个轨道能量相同,称为简并轨道,根据洪特规则,电子优先自旋平行占据简并轨道,占满了再配对,所以剩余2个电子自旋平行分别占据2个3p轨道,所以硅原子核外最外层的P电子有1 种自旋方向.剩余1个3p轨道和能量更高的3d轨道没有电子填充.