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美国化学家发现一种不遵守罕德定则的分子
美国的化学家发现了一种不遵守罕德定则的分子，具有三个未成对电子，但是其基态之电子组态却为低自旋(low-spin)，这项发现有助于对于未成对电子行为的了解以及非金属磁铁的开发。
早在高中的化学课程中，我们即学会利用构筑原理(Aufbau Principle)、包利不兼容原理(Pauli Exclusion Principle)以及罕德定则(Hund’s Rule)来找出原子或分子的电子组态为何。其中罕德定则是说，当数个电子分别进入能阶相同或接近的轨域时，会以相同的自旋方向填入轨域中。
然而Purdue University的化学家，合成了一种称为5-dehydro-1，3-quinodimethane的分子，具有三个不成对的电子，经过理论计算之后，发现在基态下，这三个电子的自旋方式并不朝向同一方向，而有一个电子和另两个电子的自旋方向相反。遵守罕德定则的高自旋电子组态，其能量略高于基态0.16eV。他们计算的方法，使用了University of Southern California的Krylov所发展出的spin-flip approach，将二重态(doublet)的电子组态(low-spin)描述为四重态(quartet)的电子组态(high-spin)之激发态，以简化计算过程。这项结果发表在二月的Angewandte Chemie International Edition上。
Purdue University的Wenthold说明了这项研究所代表的意义：“这个分子不遵守我们所熟知的定则，可以让化学家对于其它的例外有更多的了解。要想设计出具有奇异特性的材料，对于分子内作用力的了解是不可或缺的。” Krylov则表示，磁力与未成对电子有极大的关联性，此研究可能有助于非金属磁鐡的开发。非金属磁鐡相对于传统的磁鐡，有着更轻、更便宜、更容易制造的诸多优势。
到目前为止，研究工作仍集中在对于此材料基本性质的了解，距离实用阶段仍非常遥远。不过，研究这些奇异的物质特性，找出背后的原理，对科学家来说，本身就是一件有趣的事情了。
科技之光
2004.03.02
