スピン角運動量を理解する
* 電子スピン: 各電子には、角運動量の一種であるスピンと呼ばれる固有の特性があります。このスピンは量子化されているため、特定の値のみを引き受けることができます。単一の電子のスピン角運動量は、量子数「S」で示されます。ここで、s =1/2です。この値は、ħの単位で測定されます(プランク定数の減少)。
* スピン多重度: 複数の電子のシステムの総スピン角運動量は、個々のスピンがどのように整列するかに依存します。このアライメントは、スピンの多重度(2S + 1)によって記述されます。ここで、Sは総スピン角運動量です。
3つの電子の可能なスピン状態
* 最大スピン: 3つの電子スピンはすべて同じ方向に整列できます。 この場合、総スピン角運動量s =3/2。これにより、(2 * 3/2 + 1)=4(カルテット状態)のスピン多様性が得られます。
* 中間スピン: 2つの電子スピンは一方向に整列し、3番目の電子スピンは反対方向に整列できます。この場合、s =1/2。スピンの多様性は(2 * 1/2 + 1)=2(ダブレット状態)です。
* 最小スピン: 3つの電子スピンはすべて、反対方向に整列できます。この場合、s =0。スピンの多様性は(2 * 0 + 1)=1(一重項状態)です。
結論
3つの遊離電子のシステムの総スピン角運動量は、次のことができます。
* s =3/2 (カルテット状態)
* s =1/2 (ダブレット状態)
* s =0 (シングレットステート)
重要な注意: 3つの電子の実際のスピン状態は、システム内の特定の相互作用とエネルギーレベルに依存します。