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11 双电子体系 总自旋的对易关系 总自旋波函数 总自旋投影不为零的态 总自旋投影为零的态 总自旋投影为零的总自旋波函数 总自旋的共同本征函数 反对称波函数的构成方式 正氦与仲氦 电子组态 电子的排布原则 * 双电子体系 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 考虑由两个电子组成的系统，它们的自旋分别等于 两个电子的自旋之和 分别属于两个电子，涉及不同自由度： 由于这个原因，习惯上将自旋力学量完全集选为 两个自旋涉及不同的自由度，这导致总自旋波函数必定可以分离变量。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 共有四个分离变量形式的总自旋波函数： 四个态都是 的本征态。 但是，总自旋的投影等于零的两个态却不是总自旋的平方的本征态。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 由此得到，总自旋的投影不为零的两个态 是两个粒子各自的泡利算符的乘积的本征态。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 总自旋的投影为零的两个态 不是两个粒子各自的泡利算符的乘积的本征态。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 重新定义归一化的总自旋波函数 由此得到 的共同本征函数 这三个态的总自旋S =1，被称为自旋三重态。 这个态的S =0，是自旋单态。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 当电子处于自旋三重态时，两个电子的自旋有相同的指向，相应的自旋波函数是对称的； 当电子处于自旋单态时，两个电子的自旋有相反指向，相应的自旋波函数是反对称的。 在原子中，如果不考虑自旋与轨道的相互作用，双电子体系的波函数可以分解成空间部分与自旋部分的乘积： 波函数的反对称性可以用两种方式得到： 空间部分是对称的，自旋部分是反对称的： 空间部分是反对称的，自旋部分是对称的： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 把上述概念用到基态氦原子中，会得到意想不到的结果 在基态氦原子中，两个电子处于相同的1s态，波函数的空间部分只能是对称的，这导致自旋部分是反对称的。 于是，处于基态的氦原子，其中两个电子的自旋必定有相反的指向。这种处于自旋单态的氦被称为仲氦。 当氦原子处于激发态时，一个电子被激发到较高能级，整个原子的波函数的空间部分就有可能是反对称的。 这时，自旋波函数是对称的，原子处于自旋三重态。 处于自旋三重态的氦被称为正氦。 在实验室中从来没有观测到处于自旋三重态的基态氦。 以上讨论原则上可以推广到多个电子组成的系统，但那将是一件极其繁琐的事情。 以下只对多电子体系做定性的讨论。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 在原子内部，具有相同主量子数的电子构成一个壳层，每个壳层用一个大写英文字母标记： 在一个壳层内，按角量