一重項

基礎化学・基礎物理
光物性・光化学
量子化学における多重度は、全スピン角運動量をSとしたとき、2S+1 で定義される。 多重度は、スピン角運動量の向きのみが異なる複数の縮退した量子状態(波動関数)を区別するために使われている。多重度は不対電子スピンの量の定量化で、フントの規則の結果である。全スピン角運動量Sは、単純には不対電子の数を2で割ったものである。全ての電子が対になっている場合は S=0 で、多重度は1である。この場合は一重項(singlet)と呼ばれる。分子が1個の不対電子を有している場合は S=1/2 で、多重度は 2S+1=2(二重項、doublet)である。不対電子が2個の場合は同様に三重項(triplet)と呼ばれる。偶数個の電子からなる分子の基底状態は、組立て原理とパウリの原理にもとづいて、電子は低いエネルギー準位の軌道から順に帰属していくが、同じ空間軌道に入る電子は互いに反平行スピンをもつようになるため、S=0 で、一重項状態になる場合が多い。最高被占軌道(HOMO)が縮退している場合や、奇数個の電子からなる分子の基底状態は多重度が大きくなる。

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