一重項状態と三重項状態の決定的な違いは、一重項状態ではスペクトル線が1本しか見えないのに対し、三重項状態ではスペクトル線が3つに分かれることである。

量子力学では、一重項と三重項が議論されます。これらの項は、システム、すなわち原子のスピンに関して記述することができます。量子力学では、スピンは機械的な回転ではありません。粒子の角運動量を記述する概念である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ユニモーダル状態とは 3. トリプレット状態とは 4. 横並び比較 - ユニモーダル状態 vs トリプレット状態の表形式 5. まとめ

シングルレット状態は何ですか？

一重項状態とは、すべての電子が対になっている状態のことである。このような系では、粒子の正味角運動量は0である。したがって、全スピン量子数sは0（s=0）であると言えます。さらに、この系のスペクトルをとると一本の線になることから、「一重項状態」と呼ばれるようになりました。さらに、私たちが知っているほとんどの分子は、酸素分子を除いて一重項状態で存在している。

図1：シングル、ダブル、トリプルの各状態の比較

例として、最も単純な単一の重い状態の結合粒子ペアは、電子と陽電子を持つポジトロニウムである。この2つの粒子は、反対の電荷で結合しています。また、単一の重い状態系の対の電子は、スピンの向きが平行である。

三重項状態は何ですか？

三重項状態とは、不対電子を2個持つ系を表す。このような系では、粒子の正味角運動量は1であり、したがってスピン量子数は1である。 さらに、角運動量は-1、0、+1の3つの値をとることができる。 したがって、このような系のスペクトル線が3つに分かれることが得られ、これが三重項状態と呼ばれる所以である。

図は、酸素分子軌道の3つの電子配置を示したものです。左から、1Δg一重項酸素（第一励起状態）、1∑+g一重項酸素（第二励起状態）、3∑-g三重項酸素（基底状態）を示す図。

さらに、三重項状態の最も良い例は酸素分子であり、室温でスペクトル線に三重項分裂を生じる。

はだぎぬと三重項状態の違い

一重項状態とは、すべての電子が対になっている状態のことである。しかし、ある系の三重項状態は、不対電子を2つ持つ系を記述する。一重項状態と三重項状態の決定的な違いは、一重項状態ではスペクトル線が1本しか見えないのに対し、三重項状態ではスペクトル線が3つに分かれることである。

また、一重項状態と三重項状態のもう一つの違いは、一重項状態のスピン量子数がs=0であるのに対し、三重項状態のスピン量子数はs=1であることだ。これ以外では、酸素分子以外のほとんどの分子が一重項状態である。そして、酸素分子は三重項状態である。

以下のインフォグラフィックは、一重項状態と三重項状態の違いをまとめたものである。

概要 - はだぎぬ vs. 三重項状態

引用

“三重态状态”，维基百科，维基媒体基金会，2019年2月16日。“单一状态”，维基百科，维基媒体基金会，2018年12月27日。