Newsgroup: it.scienza.chimica
Titolo: Singoletti vs. Tripletti : dubbi sulla conservazione dello spin elettronico

Pongo una domanda forse non facile, perlomeno da spiegare,
immagino.
L'ambito è la spettroscopia UV.
Riassumo alcuni assunti che do per certi, e che, in caso non lo
fossero o fossero da integrare, prego di rettificare.
1) Una molecola allo stato elettronico fondamentale, singoletto,
S0, possiede tutti gli elettroni in coppie e con spin pure
accoppiati (a meno di non essere radicalica ovviamente, o
contenere metalli di transizione, caso che non interessa qui)
2) Durante un processo di foto-eccitazione che non violi alcuna
regola quantistica (tipo simmetria e /o conservazione momento
angolare totale) viene promosso un singolo elettrone (su questo
ammetto di avere sviluppato dei dubbi a causa delle perplessità
successive) e tale elettrone conserva il proprio spin.
*** Prima sotto domanda : gli orbitali vuoti di arrivo sono
necessariamente orbitali molecolari antileganti ? Potrebbero
eventualmente essere orbitali atomici vuoti superiori ? (Questa
forse è una boiata galattica in quanto, essendo questi ancor più
espansa, dovrebbero interagire a maggior ragione dei vari orb
atomici usati nel legame). O più in generale, esistono anche
altri livelli vuoti disponibili oltre agli antileganti (e che
genere di orbitali sono, se si ?)
3) La molecola nello stato INIZIALE eccitato è ancora un
singoletto, ad es. S1, con spin accoppiati.
4) talvolta, in alcuni di questi singoletti eccitati, mediante
l'intersistem-crossing, possono verificarsi inversioni dello
spin dell'elettrone promosso (o perché non di quello rimasto
tutto solo all'orbitale di partenza, a questo punto ??? any
ideas ?).
Si ha un conseguente decadimento allo stato di tripletto
eccitato, un po' più stabile del singoletto corrispondente (mi
risulta per la minore repulsione inter-elettronica ??? ed il
parallelismo di spin, in accordo con la regola di Hundt. Questo
punto è da chiarire meglio però).
La libertà di inversione credo discenda dalla decaduta validità
del principio di esclusione di Pauli (che vincolava gli spin sin
quando gli elettroni erano accoppiati nel medesimo orbitale di
partenza)
Un altro dubbio che mi è sorto è questo :
Perché, dal momento che anche nel singoletto eccitato S1 gli
elettroni non sono più accoppiati (semprecché la promozione
riguardi un solo elettrone alla volta, come ho supposto), nel
singoletto stesso non possono verificarsi i tre diversi
allineamenti degli spin, ora svincolati, rispetto ad un campo
magnetico esterno, rendendolo di fatto indistinguibile da un
tripletto ?
Ovviamente non so darmi una risposta precisa.
Suppongo che questo discenda dall'uso che faccio solitamente del
concetto spin elettronico, che probabilmente non è
sufficientemente sofisticato ed aderente al vero.
Potrebbe essere che, come ho captato in qualche vecchio post
senza però capirlo a sufficienza, anche lo spin elettronico in
realtà è una sorta di vettore risultante da più d'una componente
?
Quali sono in dettaglio queste componenti ?
Quale componente viene conservata, se più d'una, durante
l'eccitazione fotoindotta, e quale, complementarmente, viene
invertita nel collasso Singoletto >> Tripletto eccitato ?
Quale di queste componenti è suscettibile del diverso
allineamento rispetto al campo magnetico esterno applicato ?
(a memoria, mi pare che in quel post si parlasse di spin in
termini di momento angolare radiale ed orbitale. Posto che sia
esatto, quali "qualità" più facilmente visualizzabili
dell'elettrone rappresentano ? Si riesce a definire meglio
singoletto e tripletto in relazione alle medesime componenti ?)
Ringrazio in anticipo per la domanda un po' articolata e
pulciosa.
Soviet-Mario

 pulciosa.
Meno male che c'è ancora chi si pone delle domande!
Ciao
Mauro Prencipe

Uh, che dire .... bello avere le basi per capire la meccanica
quantistica, non sai quanto t'invidi.
Mi spiace molto doverti dire che il tuo notevole sforzo nello
spiegarmi questo problema ha avuto risultati un po' ... strani
1) farmi capire che il problema da me formulato era un
non-problema, o meglio il tutto era posto in termini artificiosi
(nati per l'appunto dalle raffigurazioni pittoriche non più
aderenti al vero di una realtà assai più complessa)
2) farmi capire che probabilmente NON esiste neppure una maniera
altrettanto semplice e pittorica di potermi spiegare le cose
3) (collateralmente il fatto di mettermi il cuore in pace, eh he
he, che tanto non capirei mai una spiegazione rigorosa).
Di conseguenza non val la pena che provi a riformulare alcuni
punti oscuri che non capivi dal mio testo, perché di certo si
sarebbe nuovamente trattato di dubbi inconsistenti fondati su
basi di uan rappresentazione aleatoria.
Come curiosità ti chiedo solo questo : sei un fisico ? un
chimico-quantistico ?
Ciao
e grazie infinite ugualmente
CCCP-Mario

 chimico-quantistico ?
Un chimico-quantistico. Mi occupo dell'applicazione dei metodi
quantomeccanici alle strutture cristalline (Hartree-Fock periodico) con
analisi delle proprietà topologiche della densità elettronica, secondo la
teoria di Bader.
Ciao
Mauro