b"\n_START_ARTICLE_\nIsomeri dell'idrogeno\n_START_PARAGRAPH_\nL'idrogeno ha due forme di isomeri, una con lo spin nucleare dei suoi due protoni allineati parallelamente (orto-idrogeno), l'altra con i due spin allineati antiparallelamente (para-idrogeno). Spesso detti isomeri per lo spin._NEWLINE_Il para-idrogeno \xc3\xa8 lo stato con energia minore. A temperatura ambiente e all'equilibrio termico, la eccitazione termica determina che approssimativamente l'idrogeno molecolare consiste del 75% di orto-idrogeno e 25% di para-idrogeno. Quando l'idrogeno viene liquefatto, vi \xc3\xa8 una lenta spontanea trasformazione dell'orto-idrogeno in para-idrogeno, raggiungendo un nuovo equilibrio termodinamico. L'energia rilasciata in questo processo provoca un eccesso di liquido evaporato (circa la met\xc3\xa0 della quantit\xc3\xa0 originaria). Se la temperatura \xc3\xa8 sufficientemente bassa \xc3\xa8 possibile ottenere para-idrogeno puro, mentre anche a temperature molto alte non \xc3\xa8 possibile ottenere un campione con pi\xc3\xb9 del 75% di orto-idrogeno.\n_START_SECTION_\nStati di spin nucleare dell' H2\n_START_PARAGRAPH_\nOgni molecola di idrogeno (H\xe2\x82\x82) consiste di due atomi di idrogeno tenuti insieme da un legame covalente. Se trascuriamo la piccola percentuale di deuterio che pu\xc3\xb2 essere presente, ogni atomo di idrogeno consiste di un protone e un elettrone. Ogni protone ha uno spin di 1/2. Nella molecola di H\xe2\x82\x82, gli spin dei due nuclei di idrogeno si accoppiano formano un tripletto_NEWLINE_detto orto-idrogeno o un singoletto detto para-idrogeno._NEWLINE_Lo stato di tripletto (orto-idrogeno) ha uno spin nucleare totale di I=1 cos\xc3\xac che le componenti del momento angolare su un asse possono avere tre valori MI = 1, 0, or \xe2\x88\x921. Le corrispondenti funzioni d'onda dello spin nucleare sono  e  nella notazione bra-ket. Ogni livello energetico dell'orto-idrogeno ha spin nucleare con tre livelli di energia degeneri, cio\xc3\xa8 vi sono tre stati che hanno la stessa energia in assenza di campo magnetico. Lo stato di singoletto, para-idrogeno, ha numero quantico di spin nucleare pari a I=0 e MI = 0, con funzione d'onda . Poich\xc3\xa9 vi un solo stato possibile, ogni livello di para-idrogeno ha una degenerazione dello spin pari a 1 ed \xc3\xa8 detto non degenere._NEWLINE_La forma para \xc3\xa8 pi\xc3\xb9 stabile della orto, la differenza in energia \xc3\xa8 di 0.011 eV (1.06 kJ/mol). Tale differenza di energia \xc3\xa8 piccola rispetto a quella dovuta alla agitazione termica a 300 K: kBT=0.026 eV; per cui a temperatura ambiente il rapporto tra orto e para \xc3\xa8 pari a 3:1. A bassa temperatura, (20 K,temperatura di liquefazione dell'idrogeno a pressione atmosferica): kBT=0.0018 eV, quindi l'equilibrio si sposta verso il 99.8% di para-idrogeno e solo 0.02% di orto-idrogeno. L'energia di vaporizzazione dell'idrogeno \xc3\xa8 appena 0.009 eV_NEWLINE_(0.9 kJ/mole). Di conseguenza la trasformazione da orto-idrogeno a para-idrogeno determina una significativa diminuzione del liquido condensato.\n_START_SECTION_\nUso nella risonanza magnetica nucleare (NMR)\n_START_PARAGRAPH_\nQuando un eccesso di para-idrogeno \xc3\xa8 usato durante le reazione di idrogenazione (invece della miscela normale di orto e para 3:1), il risultato della reazione esibisce un effetto sul segnale NMR dei protoni. Tale effetto spesso indicato con l'acronimo PHIP (Parahydrogen Induced Polarisation).\n_START_SECTION_\nAltre sostanze con isomeri di spin\n_START_PARAGRAPH_\nVi sono altre molecole o gruppi funzionale che contengono due atomi di idrogeno come la molecola dell'acqua o il metilene, anche in questo abbiamo la forma orto e para, ma tali forme hanno poca importanza da un punto di vista delle propriet\xc3\xa0 termiche. Poich\xc3\xa9 la differenza di energia tra gli stati orto e para \xc3\xa8 diversa da quelli della molecola di idrogeno il rapporto tra la fase orto e para non \xc3\xa8 3:1._NEWLINE_La molecola di ossigeno (O\xe2\x82\x82) anche ha tre stati di tripletto e uno stato di singoletto. Lo stato di tripletto \xc3\xa8 paramegnetico ed ha l'energia minore,  mentre quello di singoletto \xc3\xa8 diamagnetico ed a energia maggiore. Ma al contrario dell'idrogeno questi stati dipendono dagli spin degli elettroni spaiati, non dai protoni del nucleo."