ההבדל העיקרי בין מצב סינגל לטריפלט הוא שמצב הסינגל מראה רק קו ספקטרלי אחד ואילו מצב שלישייה מראה פיצול פי שלושה של קווים ספקטרליים.
המונחים מצבי יחיד וטריפלט נדונים תחת מכניקת הקוונטים. אנו יכולים לתאר מונחים אלה לגבי הספין של המערכת, כלומר אטום. במכניקת הקוונטים, ספין אינו סיבוב מכני. זהו מושג המאפיין את התנע הזוויתי של חלקיק.
מהי Singlet State?
מצב יחיד מתייחס למערכת שבה כל האלקטרונים מזווגים. התנע הזוויתי נטו של החלקיקים במערכת מסוג זה הוא אפס.לכן, אנו יכולים לומר שמספר הספין הקוונטי הכולל, s הוא אפס (s=0). יתר על כן, אם ניקח את הספקטרום של מערכת זו, הוא מראה קו ספקטרלי אחד, וכך קיבל את השם "מצב יחיד". יתרה מכך, כמעט כל המולקולות שאנו יודעים שקיימות במצב סינגלט, אבל חמצן מולקולרי הוא חריג.
איור 1: השוואת סינגל, דאבלט ומדינות טריפלט
לדוגמה, זוג החלקיקים הקשורים הפשוטים ביותר שיש להם מצב סינגלט הוא פוזיטרוניום, שיש לו אלקטרון ופוזיטרון. שני החלקיקים הללו קשורים במטען החשמלי ההפוך שלהם.יתר על כן, לאלקטרונים הזוגיים של מערכת בעלת מצב יחיד יש כיווני ספין מקבילים.
מה זה טריפלט State?
מצב משולש של מערכת מתאר שלמערכת יש שני אלקטרונים לא מזווגים. התנע הזוויתי נטו של החלקיקים במערכת מסוג זה הוא 1. לכן, המספר הקוונטי של הספין הוא 1. יתרה מכך, זה מאפשר שלושה ערכים של התנע הזוויתי כמו -1, 0 ו-+1. לפיכך, הקווים הספקטרליים שאנו מקבלים עבור מערכת מסוג זה התפצלו לשלושה קווים, וכך קיבלו את השם מצב שלישייה.
מוצגות שלוש תצורות אלקטרוניות של האורביטלים המולקולריים של חמצן מולקולרי, O2. משמאל לימין, הדיאגרמות מיועדות ל: 1Δg חמצן יחיד (מצב נרגש ראשון), 1Σ+ גרם חמצן יחיד (מצב נרגש שני), ו-3Σ− גרם חמצן משולש (מצב קרקע).
יתר על כן, הדוגמה הטובה ביותר למצב שלישייה היא חמצן מולקולרי. בטמפרטורת החדר, חמצן מולקולרי זה נותן פיצול פי שלושה בקווים הספקטרליים.
מה ההבדל בין סינגל וטריפלט?
מצב יחיד מתייחס למערכת שבה כל האלקטרונים מזווגים. ואילו מצב הטריפלט של מערכת מתאר שלמערכת יש שני אלקטרונים לא מזווגים. ההבדל העיקרי בין מצב סינגל לטריפלט הוא שמצב סינגל מראה רק קו ספקטרלי אחד ואילו מצב שלישייה מראה את הפיצול המשולש של קווים ספקטרליים.
יתר על כן, הבדל נוסף בין מצב סינגל וטריפלט הוא שמספר הספין הקוונטי של מצב סינגל הוא s=0 בעוד שהוא s=1 עבור מצב שלישייה. חוץ מזה, כמעט כל המולקולות שאנו מכירים קיימות במצב סינגל פרט לחמצן המולקולרי. ואילו חמצן מולקולרי מתרחש במצב טריפלט.
גרפיקת המידע למטה מסכמת את ההבדל בין מצב סינגל וטריפלט.
סיכום – סינגל נגד טריפלט State
אנו יכולים לדון במונחים מצב יחיד ומצב שלישייה כעובדות על מערכות דקות כמו אטומים. ההבדל העיקרי בין מצב סינגל לטריפלט הוא שמצב הסינגל מראה רק קו ספקטרלי אחד ואילו מצב שלישייה מראה את הפיצול המשולש של קווים ספקטרליים.
