Ганц болон гурвалсан төлөвийн гол ялгаа нь сингл төлөв нь зөвхөн нэг спектрийн шугамыг харуулдаг бол гурвалсан төлөв нь спектрийн шугамын гурав дахин хуваагдлыг харуулдагт оршино.
Синглет ба гурвалсан төлөв байдлын нэр томъёог квант механикийн хүрээнд авч үздэг. Системийн эргэлт, өөрөөр хэлбэл атомын талаархи эдгээр нэр томъёог бид тодорхойлж болно. Квантын механикт спин нь механик эргэлт биш юм. Энэ нь бөөмийн өнцгийн импульсийг тодорхойлдог ойлголт юм.
Singlet State гэж юу вэ?
Синглет төлөв гэдэг нь бүх электрон хосолсон системийг хэлнэ. Энэ төрлийн систем дэх бөөмсийн цэвэр өнцгийн импульс тэг байна. Иймд нийт спин квант тоо s тэг (s=0) гэж хэлж болно. Цаашилбал, хэрэв бид энэ системийн спектрийг авч үзвэл энэ нь нэг спектрийн шугамыг харуулж, улмаар "ганц төлөв" гэсэн нэрийг авсан. Түүнээс гадна бидний мэддэг бараг бүх молекулууд сингл төлөвт байдаг ч молекулын хүчилтөрөгч нь үл хамаарах зүйл юм.
Зураг 1: Ганц, Даблет, Гурвалсан төлөвийг харьцуулах
Жишээ нь сингл төлөвт холбогдсон хамгийн энгийн хос бөөмс бол электрон ба позитронтой позитроний юм. Эдгээр хоёр бөөмс нь эсрэг талын цахилгаан цэнэгээрээ холбогддог. Түүнчлэн, сингл төлөвтэй системийн хосолсон электронууд нь зэрэгцээ эргэх чиглэлтэй байдаг.
Гурвалсан төлөв гэж юу вэ?
Системийн гурвалсан төлөв нь системд хосгүй хоёр электрон байгааг тодорхойлдог. Энэ төрлийн систем дэх бөөмсийн цэвэр өнцгийн импульс 1. Тиймээс спин квант тоо 1 байна. Үүнээс гадна өнцгийн импульсийн гурван утгыг -1, 0, +1 гэж авах боломжтой. Иймээс энэ төрлийн системд зориулж бидний олж авсан спектрийн шугамууд гурван шугамд хуваагдаж, гурвалсан төлөв нэртэй болсон.
Молекулын хүчилтөрөгчийн молекул орбиталуудын гурван электрон тохиргоог үзүүлэв, O2. Зүүнээс баруун тийш диаграммууд нь: 1Δg сингл хүчилтөрөгч (эхний өдөөгдсөн төлөв), 1Σ+ г сингл хүчилтөрөгч (хоёр дахь өдөөгдсөн төлөв) болон 3Σ− г гурвалсан хүчилтөрөгч (үндсэн төлөв).
Цаашилбал, гурвалсан төлөв байдлын хамгийн сайн жишээ бол молекулын хүчилтөрөгч юм. Өрөөний температурт энэ молекул хүчилтөрөгч нь спектрийн шугамд гурав дахин хуваагддаг.
Ганц ба гурвалсан төлөвийн ялгаа нь юу вэ?
Синглет төлөв гэдэг нь бүх электрон хосолсон системийг хэлнэ. Харин системийн гурвалсан төлөв нь системд хосгүй хоёр электрон байгааг тодорхойлдог. Ганц болон гурвалсан төлөвийн гол ялгаа нь дан төлөв нь зөвхөн нэг спектрийн шугамыг харуулдаг бол гурвалсан төлөв нь спектрийн шугамын гурав дахин хуваагдахыг харуулдаг.
Түүнээс гадна, сингл болон гурвалсан төлөвийн өөр нэг ялгаа нь сингл төлөвийн спин квант тоо s=0, харин гурвалсан төлөвийн хувьд s=1 байх явдал юм. Үүнээс гадна молекулын хүчилтөрөгчөөс бусад бараг бүх молекулууд сингл төлөвт байдаг. Харин молекулын хүчилтөрөгч нь гурвалсан төлөвт үүсдэг.
Доорх мэдээллийн график нь дан болон гурвалсан төлөвийн ялгааг нэгтгэн харуулав.
Хураангуй – Ганц бие ба Гурвалсан муж
Бид сингл төлөв ба гурвалсан төлөв гэсэн нэр томъёог атом зэрэг жижиг системийн тухай баримт болгон авч үзэж болно. Ганц болон гурвалсан төлөвийн гол ялгаа нь сингл төлөв нь зөвхөн нэг спектрийн шугамыг харуулдаг бол гурвалсан төлөв нь спектрийн шугамын гурав дахин хуваагдлыг харуулдагт оршино.
