تفاوت اصلی بین حالت تک و سه گانه این است که حالت منفرد فقط یک خط طیفی را نشان می دهد در حالی که حالت سه گانه تقسیم سه برابری خطوط طیفی را نشان می دهد.
اصطلاح حالت های منفرد و سه گانه در مکانیک کوانتومی مورد بحث قرار می گیرند. ما می توانیم این اصطلاحات را در مورد چرخش سیستم، یعنی اتم، توصیف کنیم. در مکانیک کوانتومی، اسپین یک چرخش مکانیکی نیست. این مفهومی است که حرکت زاویه ای یک ذره را مشخص می کند.
Singlet State چیست؟
حالت منفرد به سیستمی اطلاق می شود که در آن تمام الکترون ها جفت می شوند. تکانه زاویه ای خالص ذرات در این نوع سیستم صفر است.بنابراین، می توان گفت که عدد کوانتومی اسپین کلی، s صفر است (s=0). علاوه بر این، اگر طیف این سیستم را در نظر بگیریم، یک خط طیفی را نشان می‌دهد و به این ترتیب، «حالت تک» نامیده می‌شود. علاوه بر این، تقریباً همه مولکول‌هایی که می‌دانیم در حالت منفرد وجود دارند، اما اکسیژن مولکولی یک استثناست.
شکل 1: مقایسه حالت های تک، دوگانه و سه گانه
به عنوان مثال، ساده ترین جفت ذره محدود ممکن که حالت منفرد دارد، پوزیترونیوم است که دارای الکترون و پوزیترون است. این دو ذره با بار الکتریکی مخالف خود محدود می شوند.علاوه بر این، الکترون‌های جفت یک سیستم دارای حالت منفرد، جهت‌گیری اسپین موازی دارند.
Triplet State چیست؟
حالت سه گانه یک سیستم توصیف می کند که سیستم دارای دو الکترون جفت نشده است. تکانه زاویه ای خالص ذرات در این نوع سیستم 1 است. بنابراین، عدد کوانتومی اسپین 1 است. علاوه بر این، این اجازه می دهد تا سه مقدار از تکانه زاویه ای -1، 0 و +1. از این رو، خطوط طیفی که برای این نوع سیستم به دست می‌آوریم به سه خط تقسیم می‌شوند و بنابراین، نام حالت سه‌گانه را به خود می‌گیرند.
سه پیکربندی الکترونیکی اوربیتال های مولکولی اکسیژن مولکولی، O2 نشان داده شده است. از چپ به راست، نمودارها برای: 1Δg اکسیژن منفرد (اولین حالت برانگیخته)، 1Σ+ گرم اکسیژن منفرد (حالت برانگیخته دوم) و 3Σ− گرم اکسیژن سه گانه (حالت پایه).
علاوه بر این، بهترین مثال از حالت سه گانه، اکسیژن مولکولی است. در دمای اتاق، این اکسیژن مولکولی باعث تقسیم سه برابری در خطوط طیفی می شود.
تفاوت بین حالت تک و سه قلو چیست؟
حالت منفرد به سیستمی اطلاق می شود که در آن تمام الکترون ها جفت می شوند. در حالی که حالت سه گانه یک سیستم توصیف می کند که سیستم دارای دو الکترون جفت نشده است. تفاوت اصلی بین حالت منفرد و سه گانه این است که حالت منفرد فقط یک خط طیفی را نشان می دهد در حالی که حالت سه گانه تقسیم سه برابری خطوط طیفی را نشان می دهد.
علاوه بر این، یک تفاوت بیشتر بین حالت تک و سه گانه این است که عدد کوانتومی اسپین یک حالت منفرد s=0 است در حالی که برای یک حالت سه گانه s=1 است. علاوه بر این، تقریباً تمام مولکول هایی که می شناسیم به جز اکسیژن مولکولی در حالت منفرد وجود دارند. در حالی که، اکسیژن مولکولی در حالت سه گانه رخ می دهد.
اطلاعات زیر تفاوت بین حالت تک و سه قلو را خلاصه می کند.
خلاصه - حالت مجرد در مقابل حالت سه قلو
ما می توانیم اصطلاحات حالت منفرد و حالت سه گانه را به عنوان حقایقی در مورد سیستم های دقیقه مانند اتم ها مورد بحث قرار دهیم. تفاوت اصلی بین حالت منفرد و سه گانه این است که حالت منفرد فقط یک خط طیفی را نشان می دهد در حالی که حالت سه گانه تقسیم سه برابری خطوط طیفی را نشان می دهد.
