電子スピンについて負電荷を持つ２つの電子が同一の軌道に入ることができるのは、互いにに逆向きのスピンを

電子スピンについて負電荷を持つ２つの電子が同一の軌道に入ることができるのは、互いにに逆向きのスピンを持つからであると教科書に書かれているのですが、結合を形成する２つの電子についてのスピンの状態の考えるときα(1)α(2)やβ(1)β(2)というふうに同じ向きのスピンを持って良いというのがよくわかりません。

No.3 ベストアンサー 回答者： d9win 回答日時： 2019/05/31 07:43

metanoluさんは、2ヶの電子が(原子内の)同じ所に存在する場合と、それぞれが(本来所属していた)2ヶの原子を結合させている場合を混同しているのではないですか?

例えばヘリウムHe原子内の2ヶの電子は、α(1)α(2), β(1)β(2), α(1)β(2), α(2)β(1)のスピンの組み合わせを取り得ます。一方、2ヶの水素原子が水素分子になる際には両者の電子のスピンはα(1)β(2)かα(2)β(1)にならざる得ません。

ヘリウム内の2ヶの電子は(エネルギーが同じだが)別の軌道を巡っているが(No.1回答の縮退状態)、水素分子内の2ヶの電子は同じ(結合)軌道を巡っています。このため、前者では2つのスピンが揃っていてもパウリの排他律が当てはまらず、後者にのみパウリの排他律が適用される訳です。
ちなみに、ヘリウム以降の原子の最外殻軌道には複数の電子が存在しますが、それらのスピン状態を示す経験則としてフント(Hund)の規則があります。電子数が最外殻軌道に許される数の半分までは全ての電子のスピンが揃う状況が安定で、半分以上になるとそれと逆方向のスピンが増えて、全ての最外殻軌道が埋まる閉殼状態では順/逆スピン数は同数になります。

No.2 回答者： doc_somday 回答日時： 2019/05/30 20:23

向きのスピンを持って良い＞それは誤りです、分子軌道でも同じ向きのスピン電子はパウリの排他律によって存在出来ません。

存在させるためには白色矮星ほどの重力が必要です。
それが書かれていた引用元を教えて下さい。

この回答へのお礼

返信ありがとうございます。
一応、電子スピンについて負電荷を持つ２つの電子が同一の軌道に入ることができるのは、互いにに逆向きのスピンを持つからであるという部分は基礎物理化学という名前の三共出版から出ている教科書の内容です。
自分が間違った理解をしているのだと思いますが、自分なりに考え、疑問なのが下記のことです。
分子軌道でも同じ向きのスピン電子はパウリの排他律によって存在出来ない、そうであるなら、どうして結合を形成する二つの電子についてのスピン状態にα(1)α(2)やβ(1)β(2)というふうに同じスピン同士で組み合わさるのかわかりません。

お礼日時：2019/05/31 00:39

No.1 回答者： ななのたか 回答日時： 2019/05/30 13:18

縮退しているだけで、2つの別の軌道では？