
【化】 triplet state
在量子力学领域,"三重态"(triplet state)指由自旋量子数决定的原子或分子能态。该术语源自自旋多重度公式: $$ S = 2s + 1 $$ 其中s为总自旋量子数,当s=1时形成三重态。与单重态相比,三重态具有更高的能量稳定性和更长的寿命,在光物理研究中具有特殊价值。
根据牛津大学出版社《量子化学基础》,三重态表现为三个独立的磁量子态(m_s=+1, 0, -1),这种现象在磷光材料研发中尤为重要。美国化学会《物理化学杂志》实验数据显示,氧分子基态即为三重态,这解释了液态氧的顺磁性特征。剑桥大学凝聚态实验室通过超快光谱技术证实,三重态激子迁移率比单重态高3个数量级,为有机太阳能电池设计提供了理论依据。
三重态(Triplet State)是量子力学中描述电子自旋状态的重要概念,主要涉及激发态分子的电子排布特性。以下从定义、自旋特征、能级关系及应用等方面综合解析:
三重态指分子激发态中两个未成对电子的自旋方向平行,总自旋量子数 ( S=1 )。根据公式 ( M=2S+1 ),此时多重度 ( M=3 ),故称“三重态”。与之对应的单重态(( S=0 ),( M=1 ))中电子自旋方向相反。
根据Hund规则,同一轨道上自旋平行的电子能量更低。因此,三重态能级通常低于对应的单重态(如氧分子的基态为三重态)。但在某些激发态体系中,三重态可能因电子跃迁路径不同而处于较高能级。
多重度计算公式: $$ M = 2S + 1 $$ 其中 ( S ) 为总自旋量子数,三重态对应 ( S=1 ),故 ( M=3 )。
如需进一步了解磷光机制或具体案例,可参考(搜狗百科)和(物理学解析)。
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