
【化】 triplet state
在量子力學領域,"三重态"(triplet state)指由自旋量子數決定的原子或分子能态。該術語源自自旋多重度公式: $$ S = 2s + 1 $$ 其中s為總自旋量子數,當s=1時形成三重态。與單重态相比,三重态具有更高的能量穩定性和更長的壽命,在光物理研究中具有特殊價值。
根據牛津大學出版社《量子化學基礎》,三重态表現為三個獨立的磁量子态(m_s=+1, 0, -1),這種現象在磷光材料研發中尤為重要。美國化學會《物理化學雜志》實驗數據顯示,氧分子基态即為三重态,這解釋了液态氧的順磁性特征。劍橋大學凝聚态實驗室通過超快光譜技術證實,三重态激子遷移率比單重态高3個數量級,為有機太陽能電池設計提供了理論依據。
三重态(Triplet State)是量子力學中描述電子自旋狀态的重要概念,主要涉及激發态分子的電子排布特性。以下從定義、自旋特征、能級關系及應用等方面綜合解析:
三重态指分子激發态中兩個未成對電子的自旋方向平行,總自旋量子數 ( S=1 )。根據公式 ( M=2S+1 ),此時多重度 ( M=3 ),故稱“三重态”。與之對應的單重态(( S=0 ),( M=1 ))中電子自旋方向相反。
根據Hund規則,同一軌道上自旋平行的電子能量更低。因此,三重态能級通常低于對應的單重态(如氧分子的基态為三重态)。但在某些激發态體系中,三重态可能因電子躍遷路徑不同而處于較高能級。
多重度計算公式: $$ M = 2S + 1 $$ 其中 ( S ) 為總自旋量子數,三重态對應 ( S=1 ),故 ( M=3 )。
如需進一步了解磷光機制或具體案例,可參考(搜狗百科)和(物理學解析)。
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