Kluczowa różnica między stanem singletowym a tripletowym polega na tym, że stan singletowy pokazuje tylko jedną linię widmową, podczas gdy stan tripletowy pokazuje potrójne rozszczepienie linii widmowych.
Pojęcia stany singletowe i trypletowe są omawiane w mechanice kwantowej. Możemy opisać te terminy dotyczące spinu układu, czyli atomu. W mechanice kwantowej spin nie jest rotacją mechaniczną. Jest to koncepcja charakteryzująca moment pędu cząstki.
Co to jest stan singletowy?
Stan singletowy odnosi się do systemu, w którym wszystkie elektrony są sparowane. Wypadkowy moment pędu cząstek w tego typu układzie wynosi zero. Dlatego możemy powiedzieć, że całkowita spinowa liczba kwantowa s wynosi zero (s=0). Co więcej, jeśli weźmiemy widmo tego układu, pokazuje on jedną linię widmową, a zatem otrzymuje nazwę „stan pojedynczy”. Co więcej, prawie wszystkie znane nam cząsteczki istnieją w stanie singletowym, ale tlen cząsteczkowy jest wyjątkiem.
Rysunek 1: Porównanie stanów singletowych, dubletowych i trypletowych
Na przykład najprostszą możliwą parą cząstek związanych ze stanem singletowym jest pozyton, który ma elektron i pozyton. Te dwie cząstki są związane przez ich przeciwny ładunek elektryczny. Co więcej, sparowane elektrony układu o stanie singletowym mają równoległe orientacje spinu.
Co to jest stan potrójny?
Stan trypletowy układu opisuje, że układ ma dwa niesparowane elektrony. Wypadkowy moment pędu cząstek w tego typu układzie wynosi 1. Zatem spinowa liczba kwantowa wynosi 1. Co więcej, pozwala to na trzy wartości momentu pędu jako -1, 0 i +1. Stąd linie widmowe, które otrzymujemy dla tego typu systemu podzieliły się na trzy linie, a tym samym otrzymały nazwę stanu trypletowego.
Pokazano trzy konfiguracje elektronowe orbitali molekularnych tlenu cząsteczkowego, O2. Od lewej do prawej wykresy przedstawiają: 1Δg tlenu singletowego (pierwszy stan wzbudzony), 1Σ+g tlenu singletowego (drugi stan wzbudzony) i 3Σ− g tlenu tripletowego (stan podstawowy).
Ponadto najlepszym przykładem stanu tripletowego jest tlen cząsteczkowy. W temperaturze pokojowej ten tlen cząsteczkowy powoduje trzykrotne rozszczepienie linii spektralnych.
Jaka jest różnica między stanem singletowym a tripletowym?
Stan singletowy odnosi się do układu, w którym wszystkie elektrony są sparowane. Natomiast stan tripletowy układu opisuje, że układ ma dwa niesparowane elektrony. Kluczową różnicą między stanem singletowym a tripletowym jest to, że stan singletowy pokazuje tylko jedną linię widmową, podczas gdy stan tripletowy pokazuje potrójne rozszczepienie linii widmowych.
Ponadto, kolejna różnica między stanem singletowym a tripletowym polega na tym, że spinowa liczba kwantowa stanu singletowego wynosi s=0, podczas gdy s=1 dla stanu tripletowego. Poza tym prawie wszystkie znane nam cząsteczki istnieją w stanie singletowym, z wyjątkiem tlenu cząsteczkowego. Natomiast tlen cząsteczkowy występuje w stanie tripletowym.
Poniższa grafika informacyjna podsumowuje różnicę między stanem singletowym a tripletowym.
Podsumowanie – stan singlet kontra stan trójki
Możemy omówić terminy stan singletowy i stan trypletowy jako fakty dotyczące układów minutowych, takich jak atomy. Kluczową różnicą między stanem singletowym a tripletowym jest to, że stan singletowy pokazuje tylko jedną linię widmową, podczas gdy stan tripletowy pokazuje potrójne rozszczepienie linii widmowych.
