一重項と三重項のエネルギー的安定性

質問

一重項は二つの不対電子（スピン）が逆平行の向きに、三重項は平行の向きに存在している、ということを学んだんですが、どうやら燐光（系間交差）の話でそれぞれの軌道のエネルギーは一重項＞三重項のようです。

スピンの向きを見る限り、同じ向きより逆平行の向きの方が、互いに相殺し合ってエネルギー的に安定（つまり一重項＜三重項）のように感じますが、なぜでしょう？

回答No.1

chiezo2005

スピンの向きが直接エネルギーにかかわるためには磁界が必要です。
磁界が無い時には、スピンの向きはエネルギーとは関係ありません。

3重項（つまり2つの電子のスピン状態が一緒）のほうがエネルギーが低くなる原因はパウリの排他律と考えると判りやすいです。

つまり、
スピン状態が同じ電子は近くに寄れない（パウリの原理）ため、
その分電子間の静電斥力が小さく、エネルギー的には低い準位が得られます。

一方、異なるスピン状態の電子はスピンについてはパウリの原理によらず自由に接近できるため、その分、静電斥力が多くなり、
エネルギー的には高い準位が形成されます。

お礼

丁寧な回答ありがとうございます