Η βασική διαφορά μεταξύ μονής και τριπλής κατάστασης είναι ότι η κατάσταση μονήρης εμφανίζει μόνο μία φασματική γραμμή ενώ η κατάσταση τριπλής εμφανίζει τριπλάσιο διαχωρισμό των φασματικών γραμμών.
Οι όροι μονήρη και τριπλή κατάσταση συζητούνται στην κβαντική μηχανική. Μπορούμε να περιγράψουμε αυτούς τους όρους σχετικά με το σπιν του συστήματος, δηλαδή το άτομο. Στην κβαντομηχανική, το σπιν δεν είναι μηχανική περιστροφή. Είναι μια έννοια που χαρακτηρίζει τη γωνιακή ορμή ενός σωματιδίου.
Τι είναι το Single State;
Μια απλή κατάσταση αναφέρεται σε ένα σύστημα στο οποίο όλα τα ηλεκτρόνια είναι ζευγαρωμένα. Η καθαρή γωνιακή ορμή των σωματιδίων σε αυτόν τον τύπο συστήματος είναι μηδέν. Επομένως, μπορούμε να πούμε ότι ο συνολικός κβαντικός αριθμός σπιν, s είναι μηδέν (s=0). Επιπλέον, αν πάρουμε το φάσμα αυτού του συστήματος, δείχνει μια φασματική γραμμή, και έτσι πήρε το όνομα «μονή κατάσταση». Επιπλέον, σχεδόν όλα τα μόρια που γνωρίζουμε υπάρχουν σε απλή κατάσταση, αλλά το μοριακό οξυγόνο αποτελεί εξαίρεση.
Εικόνα 1: Σύγκριση κατάστασης μονής, διπλής και τριπλής
Για παράδειγμα, το απλούστερο δυνατό ζεύγος δεσμευμένων σωματιδίων που έχει απλή κατάσταση είναι το ποζιτρόνιο, το οποίο έχει ηλεκτρόνιο και ποζιτρόνιο. Αυτά τα δύο σωματίδια δεσμεύονται από το αντίθετο ηλεκτρικό τους φορτίο. Επιπλέον, τα ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια ενός συστήματος που έχει μια απλή κατάσταση έχουν παράλληλους προσανατολισμούς σπιν.
Τι είναι το Triplet State;
Η κατάσταση τριπλής ενός συστήματος περιγράφει ότι το σύστημα έχει δύο ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Η καθαρή γωνιακή ορμή των σωματιδίων σε αυτόν τον τύπο συστήματος είναι 1. Επομένως, ο κβαντικός αριθμός σπιν είναι 1. Επιπλέον, αυτό επιτρέπει τρεις τιμές της γωνιακής ορμής ως -1, 0 και +1. Ως εκ τούτου, οι φασματικές γραμμές που λαμβάνουμε για αυτόν τον τύπο συστήματος χωρίζονται σε τρεις γραμμές, και έτσι, πήραν το όνομα κατάσταση τριπλής.
Εμφανίζονται τρεις ηλεκτρονικές διαμορφώσεις των μοριακών τροχιακών του μοριακού οξυγόνου, O2. Από αριστερά προς τα δεξιά, τα διαγράμματα αφορούν: 1Δg μονήρη κατάσταση οξυγόνου (πρώτη διεγερμένη κατάσταση), 1Σ+ g μονήρη κατάσταση οξυγόνου (δεύτερη διεγερμένη κατάσταση) και 3Σ− g τριπλή κατάσταση οξυγόνου (βασική κατάσταση).
Επιπλέον, το καλύτερο παράδειγμα τριπλής κατάστασης είναι το μοριακό οξυγόνο. Σε θερμοκρασία δωματίου, αυτό το μοριακό οξυγόνο δίνει τριπλή διάσπαση στις φασματικές γραμμές.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κατάστασης μονήρους και τριδύμου;
Μια απλή κατάσταση αναφέρεται σε ένα σύστημα στο οποίο όλα τα ηλεκτρόνια είναι ζευγαρωμένα. Ενώ, η τριπλή κατάσταση ενός συστήματος περιγράφει ότι το σύστημα έχει δύο ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Η βασική διαφορά μεταξύ απλής και τριπλής κατάστασης είναι ότι η κατάσταση απλής δείχνει μόνο μία φασματική γραμμή ενώ η τριπλή κατάσταση δείχνει τον τριπλό διαχωρισμό των φασματικών γραμμών.
Επιπλέον, μια περαιτέρω διαφορά μεταξύ μονής και τριπλής κατάστασης είναι ότι ο κβαντικός αριθμός spin μιας κατάστασης μονής είναι s=0 ενώ είναι s=1 για μια κατάσταση τριπλής. Εξάλλου, σχεδόν όλα τα μόρια που γνωρίζουμε υπάρχουν σε απλή κατάσταση εκτός από το μοριακό οξυγόνο. Ενώ, το μοριακό οξυγόνο εμφανίζεται σε τριπλή κατάσταση.
Το παρακάτω γραφικό πληροφοριών συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ κατάστασης μονήρους και τριπλής.
Σύνοψη – Singlet vs Triplet State
Μπορούμε να συζητήσουμε τους όρους απλής κατάστασης και τριπλής κατάστασης ως γεγονότα σχετικά με μικρά συστήματα όπως τα άτομα. Η βασική διαφορά μεταξύ απλής και τριπλής κατάστασης είναι ότι η κατάσταση μονήρης δείχνει μόνο μία φασματική γραμμή ενώ η κατάσταση τριπλής δείχνει τον τριπλό διαχωρισμό των φασματικών γραμμών.
