洪特规则

上公交车时，你往往会先占一个空着的双人座，再考虑挤到陌生人旁边。电子填充一组能量相同的轨道时也是如此。洪特规则说，在一个能量都相同的亚层轨道里（三个 p、五个 d 或七个 f 轨道），电子会先单个地散开——每个轨道一个，且自旋全部平行——然后才被迫让某个轨道接纳第二个成对的电子。

其实有两部分。第一，让未成对电子的数目最大：先在每个简并轨道里各放一个电子。第二，让这些单个电子的自旋方向相同（比如全部「向上」），使总自旋最大。只有当这组里每个轨道都有了一个电子，才开始配对。原因在于能量：两个电子挤进一个小轨道会强烈互斥（要付出成对能），而处于不同轨道的同自旋电子平均也离得更远，降低了排斥。所以氮的 2p3 是三个分开的、自旋向上的电子（每个 p 轨道各一个），而不是一对加一个单电子。

洪特规则正是赋予原子和离子磁性的原因。带有未成对电子的原子是顺磁的——会被吸入磁场；电子全部成对的则是抗磁的。它驱动了许多过渡金属配合物的高自旋行为，也解释了半满亚层（如带五个未成对 d 电子的 Mn2+）的特殊稳定性。诚实的提醒：在过渡金属配合物里，洪特规则要与晶体场分裂相竞争——如果分裂足够大，电子会在较低的轨道里配对（低自旋），而不是散开，所以洪特规则是一种倾向，可被强配体场推翻。