حالة ثلاثية
حالة ثلاثية في ميكانيكا الكم (بالإنجليزية: triplet state) يمكن أن توجد في نظام جسيمات يكون محصلة عزمهم المغزلي مساويا 1 ، بحيث تصبح للنظام ثلاثة إمكانيات لمركبات العزم المغزلي : −1 و 0 و +1.[1]
هذا العزم المغزلي Spin من وجهة نظر ميكانيكا الكم ليس عملية دوران للجسيم أو الجسيمات وإنما هو صفة للجسيم تعبر عن عزمه الدوراني . وهي خاصية هامة لأنظمة جسيمات تبلغ مقاييسها مقاييس الذرة أو أقل ، مثل : الذرات و البروتونات أو الإلكترونات.
معظم الجزيئات التي نقابلها في حياتنا اليومية توجد فيما يسمى «حالة منفردة» , إلا أن جزيء الأكسجين له صفة مخالفة لذلك. يوجد جزيء الأكسجين O2 في حالة ثلاثية ، وهو لا يستطيع الدخول في تفاعل كيميائي إلا عنما يصبح في حالة منفرة . ويمكن توصيله إلى الحالة المنفردة عن طريق تنشيطه إما بتسليط ضوء عليه أو رفع درجة حرارته فهي تعمل على إثارته ويصبح مادة مؤكسدة تتفاعل كيميائيا.
جسيمان ذوي spin-1/2
نظام من جسيمين لكل منهما العزم المغزلي spin-1/2 ، مثل ذرة الهيدروجين تتكون من البروتون وإلكترون وتوجد ذرته في حالتها الأرضية (حالة استقرار) ، ومع اعتبار اتجاه اختياري فإما أن يكون العزم المغزلي متجها إلى أعلى أو إلى أسفل ؛ وبناءا على هذا فإن نظام ذرة الهيدروجين يمكن ان تتخذ أربعة حالات أساسية ، كالآتي:
ويمثل اتجاه الغزم المغزلي لكل جسيم (البروتون والإلكترون) بسهم ، وارتباطهما ببعضهما البعض يعطي أربعة حالات ممكنة لمحصلة العزم المغزلي للجسيمين.
وتعبر ميكانيكا الكم رياضيا عن تلك الأربعة حالات كالآتي:
حيث تكون هناك حالة يتوازى العزم المغزلي للجسيمين إلى أعلى (وبقيمة 1)
وحالة يتوازى العزم المغزلي للحسيمين إلى أسفل (وبقيمة -1)
وحالتان يتضاد فيهما اتجاهي العزم المغزلي للجسيمين (وتكون قيمتهما 0)
وطبقا لميكانيكا الكم فهي تفرق بين الأربعة حالات ، وتصنفهم بحالة الثلاثية Triplet والحالة المنفردة Singlet ، كالآتي :
حيث الحالة المنفردة singlet state تكون لها محصلة العزم المغزلي مساوية 0 .
اقرأ أيضا
مراجع
- Borden, Weston Thatcher؛ Hoffmann, Roald؛ Stuyver, Thijs؛ Chen, Bo (2017)، "Dioxygen: What Makes This Triplet Diradical Kinetically Persistent?"، JACS، 139: 9010–9018، doi:10.1021/jacs.7b04232، مؤرشف من الأصل في 15 ديسمبر 2019.
- بوابة كيمياء فيزيائية
- بوابة ميكانيكا الكم
- بوابة الكيمياء
- بوابة الفيزياء