Põhiline erinevus singleti ja tripleti oleku vahel on see, et singleti olek näitab ainult ühte spektrijoont, samas kui tripleti olek näitab spektrijoonte kolmekordset jagunemist.
Kvantmehaanika all käsitletakse termineid singlett ja kolmikolekud. Neid termineid saame kirjeldada süsteemi, st aatomi spinni kohta. Kvantmehaanikas ei ole spin mehaaniline pöörlemine. See on mõiste, mis iseloomustab osakese nurkmomenti.
Mis on üksik olek?
Singleti olek viitab süsteemile, milles kõik elektronid on paaris. Seda tüüpi süsteemi osakeste netonurkimpulss on null. Seetõttu võime öelda, et üldine spinni kvantarv s on null (s=0). Veelgi enam, kui võtame selle süsteemi spektri, näitab see ühte spektrijoont ja sai seega nime "ainuke olek". Pealegi eksisteerivad peaaegu kõik meile teadaolevad molekulid üksikus olekus, kuid molekulaarne hapnik on erand.
Joonis 1: Singleti, Doubleti ja Tripleti olekute võrdlemine
Näiteks lihtsaim võimalik singlettolekuga seotud osakeste paar on positroonium, milles on elektron ja positroon. Need kaks osakest on seotud nende vastassuunalise elektrilaenguga. Peale selle on üksiku olekuga süsteemi paariselektronidel paralleelsed spinni orientatsioonid.
Mis on Triplet State?
Süsteemi kolmikseisund kirjeldab, et süsteemis on kaks paaristamata elektroni. Seda tüüpi süsteemi osakeste netonurkimpulss on 1. Seetõttu on spinn-kvantarvuks 1. Lisaks võimaldab see nurkimpulsi kolme väärtust -1, 0 ja +1. Seetõttu jagunesid seda tüüpi süsteemi jaoks saadud spektrijooned kolmeks jooneks ja said seega nime kolmikoleku.
Kuvatud on molekulaarse hapniku O2 molekulaarorbitaalide kolm elektroonilist konfiguratsiooni. Vasakult paremale on diagrammid järgmised: 1Δg singletthapnik (esimene ergastatud olek), 1Σ+ g singletthapnik (teine ergastatud olek) ja 3Σ−g kolmikhapnik (põhiolek).
Lisaks on kolmikoleku parim näide molekulaarne hapnik. Toatemperatuuril annab see molekulaarne hapnik spektrijoontes kolmekordse lõhenemise.
Mis vahe on üksik- ja kolmikolekul?
Singleti olek viitab süsteemile, milles kõik elektronid on paaris. Süsteemi tripleti olek kirjeldab aga seda, et süsteemil on kaks paaristamata elektroni. Peamine erinevus singleti ja tripleti oleku vahel on see, et singleti olek näitab ainult ühte spektrijoont, samas kui tripleti olek näitab spektrijoonte kolmekordset jagunemist.
Lisaks on veel üks erinevus singleti ja tripleti oleku vahel see, et singleti oleku spinnide kvantarv on s=0, samas kui kolmikoleku puhul on see s=1. Pealegi eksisteerivad peaaegu kõik meile teadaolevad molekulid üksikus olekus, välja arvatud molekulaarne hapnik. Molekulaarne hapnik esineb kolmikolekus.
Allpool toodud infograafik võtab kokku erinevuse singleti ja tripleti oleku vahel.
Kokkuvõte – Singlet vs Triplet State
Võime arutada termineid singlett olek ja triplett olek kui fakte väikeste süsteemide, näiteks aatomite kohta. Peamine erinevus singleti ja tripleti oleku vahel on see, et singleti olek näitab ainult ühte spektrijoont, samas kui tripleti olek näitab spektrijoonte kolmekordset jagunemist.
