삼중항상태

요약 다전자원자나 분자에서 전자 전체가 갖는 스핀각운동량의 양자수의 합이 1인 상태. 물질의 들뜬상태의 성질을 이해하는데 중요한 역할을 하며, 에너지 이동이나 광화학반응의 메커니즘을 설명할 때에도 사용된다.

다전자원자나 분자에서 전자 전체가 갖는 스핀각운동량의 양자수의 합(합성스핀각운동량 양자수 S)이 1인 상태이다. 이때 다중도 (2S+1)은 3이 되어 삼중항상태라고 한다. 이 상태는 계(系)의 전자가 짝수개이고, 홀전자(짝안지은전자라고도 한다)를 2개 갖는 경우에 생긴다. 즉 계의 전자를, 스핀의 방향이 서로 반평행(反平行)인 두 전자로 나눌 때, 마지막으로 평행스핀을 가지는 2개의 전자가 남는 경우이다. 이 평행스핀을 가지는 전자는 파울리의 배타원리에 의해서 같은 공간궤도에 들어갈 수는 없고 다른 공간궤도에 귀속된다.

짝수인 전자를 가지는 분자의 바닥상태[基底狀態]는 일반적으로 일중항상태이지만, 산소분자와 같이 축퇴(縮退)한 최고 피점궤도(被占軌道)에 2개의 전자가 귀속될 때는 훈트의 규칙에 따라 전자는 평행스핀을 가지고 다른 궤도에 귀속되고, 바닥상태가 삼중항상태로 되는 것도 있다. 일반적으로는 들뜬 삼중항상태는 들뜬 일중항상태보다 낮으며, 물질의 들뜬상태[勵起狀態]의 성질을 이해하는 데 중요한 의의를 지닌다.

특히 유기분자의 인광(燐光)은 들뜬 삼중항상태로부터 바닥 일중항상태로의 전이에 따르는 복사(輻射)로서 설명되고, 에너지 이동이나 광화학반응의 메커니즘을 설명하는 데에도 사용된다.