为什么三重态低于单重态

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问题描述:

为什么三重态低于单重态呢

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2023-10-23 14:40:45

三重态激发能量比单重态激发能量低。

因为每个分子中都具有一系列严格分立相隔的能级,称为电子能极,而每个电子能级中又包含有一系列的振动能级和转动能级。分子中电子的运动状态除了电子所处的能级外,还包含有电子的多重态,用M=2S+1表示,S为各电子自旋量子数的代数和,其数值为0或1 。根据Pauli不相容原理,分子中同一轨道所占据的两个电子必须具有相反的自旋方向,即自旋配对。若分子中所有电子都是自旋配对的,则S=0,M=1,该分子便处于单重态(或叫单重线),用符号S表示。大多数有机化合物分子的基态都处于单重态。基态分子吸收能量后,若电子在跃迁过程中,不发生自旋方向的变化,这时仍然是M=1,分子处于激发的单重态;如果电子在跃迁过程中伴随着自旋方向的变化,这时分子中便具有两个自旋不配对的电子, 即S=1,M=3,分子处于激发的三重态,用符号T表示

其他答案

2023-10-23 14:40:45

三重态低于单重态是因为在分子结构中,三重态包含更多的自旋对称,而自旋对称状态在自旋守恒的系统中更稳定。具体原理是当两个自由基反应时,它们的自旋必须相反,而在单重态中自旋是平行的,因此它的能量更高。而在三重态中,自旋是相对反平行的,因此更能满足反应的要求,所以能量更低。可以类比自旋定则理论来解释,根据自旋多重度规则,不同自旋对称性的态会有不同的能量,从而使得三重态低于单重态。总之,三重态低于单重态可以通过自旋对称性和自旋守恒来解释。

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