第一激发态是物质体系中能量最低的激发态，其电子排布偏离基态构造规则，能量层级介于基态与其他高能激发态之间。根据自旋多重度差异，第一激发态可分为单重态（S1）与三重态（T1），其中T1态的能量通常低于S1态。该态的物理特性表现为键长增加、化学反应活性增强，且具有特定光谱跃迁规律。通过TD-DFT等计算方法可获取其能量参数，在光化学与分子光谱学领域具有重要应用价值。

第一激发态指物质吸收能量后形成的能量最低激发态，处于基态与更高激发态之间的临界状态。根据自旋多重度差异分为：

此命名规则源于量子力学中总自旋角动量的计算结果，S1态总自旋量子数S=0，T1态S=1。例如甲醛分子激发态中，S1态电子跃迁至反键轨道，T1态则伴随自旋翻转。

第一激发态具有区别于基态的三类核心特征：

失活过程中，S1态通过荧光（10-9秒级）或内转换释放能量，T1态则通过磷光（毫秒至秒级）返回基态，该过程可通过雅布隆斯基图直观呈现。

采用TD-DFT方法进行激发态计算时，默认选取root=1参数专门求解第一激发态。以苯分子紫外光谱计算为例：

在Cy5染料分子研究中，一维无限深势阱模型可将基态（E5）到第一激发态（E6）的能级差简化为ΔE=7h2/(8mL2)，其中L为势阱长度。该模型成功应用于激发态能级计算。

第一激发态概念在量子化学教学中具有基础性地位，相关知识点常见于：

竞赛数据显示，约35%学生在处理第一激发态电子构型时出现错误，主要体现在未正确识别最低能量激发态对应的轨道跃迁方式。这反映出该概念在理论-实践转化中的关键作用。