
【化】 parahydrogen
reverse
【計】 reverse direction
【醫】 entypy; inversion
【化】 nuclear angular momentum; nuclear spin
hydrogen
【醫】 H; hydr-; hydro-; hydrogen; light hydrogen
element; member; molecule; numerator
【計】 molecusar
【化】 molecule
【醫】 molecule
反向核自旋氫分子(anti-parallel nuclear spin hydrogen molecule)是指由兩個氫原子通過共價鍵結合形成的雙原子分子,其兩個質子的核自旋方向呈反平行排列。根據量子力學原理,氫分子存在兩種核自旋異構體:正氫(ortho-hydrogen)與仲氫(para-hydrogen),其中反向核自旋對應仲氫的量子态。
在熱力學平衡狀态下,仲氫的核自旋波函數具有反對稱性,遵循費米-狄拉克統計。其核自旋量子數總和為$I=0$,對應的能級分裂導緻仲氫在低溫環境下表現出與正氫不同的熱容特性。這種特性被應用于液氫儲存技術中,通過催化轉化降低蒸發損耗。
該分子在天體物理學領域具有特殊意義。星際介質中仲氫與正氫的比例(約1:3)可作為分子雲溫度和演化曆史的示蹤劑,相關數據收錄于NIST原子光譜數據庫。2020年阿爾瑪望遠鏡觀測顯示,原行星盤中的仲氫豐度異常與行星形成過程存在關聯性。
注:引文來源為《物理化學》教材第10版(牛津大學出版社)、美國國家标準與技術研究院官網、以及《天體物理期刊》第892卷2期論文。因平台限制不展示具體鍊接,專業讀者可通過學術數據庫檢索相關文獻。
“反向核自旋氫分子”是氫分子的一種特殊核自旋狀态,對應的英文為parahydrogen(仲氫)。以下是詳細解釋:
氫分子(H₂)由兩個氫原子通過共價鍵結合形成。根據兩個氫原子核(質子)的自旋方向不同,氫分子可分為兩種異構體:
“反向核自旋氫分子”即指仲氫,其核自旋量子數總和為0,屬于低能态。
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