Дирубидий
 | |
 | |
| Идентификаторы | |
|---|---|
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID | |
| Характеристики | |
| руб. 2 | |
| Молярная масса | 170.9356 g·mol −1 |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности | Легковоспламеняющийся |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Дирубидий представляет собой молекулярное вещество, содержащее два атома рубидия , обнаруженные в парах рубидия. Дирубидий имеет два активных валентных электрона . Его изучают как теоретически, так и экспериментально. [1] . тример рубидия Также наблюдался
Синтез и свойства
[ редактировать ]Дирубидий получают при охлаждении паров рубидия. Энтальпия образования (Δ f H ° ) в газовой фазе составляет 113,29 кДж/моль. [2] На практике печь, нагретая до 600–800 К с помощью сопла, может выбрасывать пар, который конденсируется в димеры. [3] Доля Rb 2 в парах рубидия меняется в зависимости от его плотности, которая зависит от температуры. При 200° парциальное давление Rb 2 составляет всего 0,4%, при 400°С оно составляет 1,6% давления, а при 677°С на димер приходится 7,4% давления пара (13,8% по массе). [4]
Димер рубидия образуется на поверхности нанокапель гелия , когда два атома рубидия объединяются, образуя димер:
- Рб + Рб → Рб 2
Rb 2 также был получен в твердой гелиевой матрице под давлением. [5]
Ультрахолодные атомы рубидия можно хранить в магнитооптической ловушке , а затем фотоассоциировать с образованием молекул в возбужденном состоянии, вибрирующих с такой высокой скоростью, что они едва удерживаются вместе. [6] В ловушках с твердой матрицей Rb 2 может соединяться с атомами матрицы при возбуждении с образованием эксиплексов , например Rb 2 ( 3 Π u )He 2 в твердой гелиевой матрице. [7]
Ультрахолодные димеры рубидия производятся для наблюдения квантовых эффектов на четко определенных молекулах. Можно создать набор молекул, вращающихся вокруг одной оси, с самым низким уровнем колебаний. [8]
Спектр
[ редактировать ]Дирубидий имеет несколько возбужденных состояний, при этом возникают спектральные полосы переходов между этими уровнями, сочетающиеся с вибрацией. Его можно изучать по линиям поглощения или по лазерно-индуцированной флуоресценции . Лазерно-индуцированная флуоресценция может определить время жизни возбужденных состояний. [1]
В спектре поглощения паров рубидия Rb 2 основное влияние оказывает . Отдельные атомы рубидия в паре вызывают линии в спектре, но димер вызывает появление более широких полос. Наиболее сильное поглощение в диапазоне от 640 до 730 нм делает пар почти непрозрачным в диапазоне от 670 до 700 нм, стирая дальний красный конец спектра. Это полоса перехода X→B. От 430 до 460 нм наблюдается особенность поглощения в форме акульего плавника, обусловленная переходами X→E. Еще один эффект акульего плавника в районе 475 нм с из-за переходов X→D. Также имеется небольшой горб с пиками при 601, 603 и 605,5 нм триплетных переходов 1→3, связанный с диффузной серией . Есть еще несколько небольших особенностей поглощения в ближнем инфракрасном диапазоне. [9]
Также имеется катион дирубидия Rb 2. + с различными спектроскопическими свойствами. [1]
Группы
[ редактировать ]| Переход | Цвет | Известные колебательные полосы | бандхеды |
|---|---|---|---|
| ТОПОР | инфракрасный | ||
| ВХ | красный | 4-0 5-0 6-0 7-0 8-0 9-0 10-0 11-0 6-1 7-1 8-1 9-2 | от 14847.080 до 15162.002 |
| CX | синий | ||
| DX | сине-фиолетовый | ||
| 1-С | инфракрасный | ||
| C→2 | 6800–8000 см −1 | ||
| 1 1 Δ г -Х | квадруполь 540 нм |
Молекулярные константы для возбужденных состояний
[ редактировать ]В следующей таблице приведены параметры для 85 руб. 85 Rb наиболее распространенный для природного элемента.
| Параметр | Вот и все | ω е | ω е х е | ω е y е | Быть | а е | в е | DИз | β е | р е | н 00 | Р е А | ссылка |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 1 С г + | 5,4 Å | [10] | |||||||||||
| 4 3 + ты 5с+6с | |||||||||||||
| 3 3 Δ u 5s+4d | |||||||||||||
| 3 3 П у 5с + 6п | 22 610.27 | 41.4 | [11] | ||||||||||
| 2 3 Π ты | 19805.2 | 42.0 | 0.01841 | 4.6 | [11] | ||||||||
| 1 3 Σ г 5п+5с | |||||||||||||
| 1 3 Σ у 5п+5с | слабый | [5] | |||||||||||
| 1 3 П у 5п+5с | |||||||||||||
| 2 г | 13029.29 | 0.01568 | 5.0 | [12] | |||||||||
| 1 г | 13008.610 | 0.0158 | 5.05 | [12] | |||||||||
| 0 − г | 12980.840 | 0.0151 | 5.05 | [6] [12] | |||||||||
| 0 + г внутри | 12979.282 | 0.015489 | 5.1 | [12] | |||||||||
| 0 + г внешний | 13005.612 | 0.00478 | 9.2 | [12] | |||||||||
| 0 + в | [6] [12] | ||||||||||||
| с 3 Σ ты + (несвязанные) 5 п. 2 П 3/2 | [13] | ||||||||||||
| б 3 Π ты | |||||||||||||
| б 3 П 0у + | 9600.83 | 60.10 | 4,13157 Å | [14] | |||||||||
| а 3 Σ ты + метастабильный триплет | [6] | ||||||||||||
| а 3 Π u триплетное основное состояние | [6] | ||||||||||||
| 14 1 С г + | 30121.0 | 44.9 | 0.01166 | до [11] | |||||||||
| 13 1 С г + | 28 863.0 | 46.1 | 0.01673 | до [11] | |||||||||
| 12 1 С г + | 28 533.9 | 38.4 | 0.01656 | до [11] | |||||||||
| 11 1 С г + | 28 349.9 | 42.0 | 0.01721 | до [11] | |||||||||
| 10 1 С г + | 27 433.1 | 45.3 | 0.01491 | до [11] | |||||||||
| 9 1 С г + | 26 967.1 | 45.1 | 0.01768 | до [11] | |||||||||
| 8 1 С г + | 26 852.9 | 44.6 | 0.01724 | до [11] | |||||||||
| 7 1 С г + | 25 773.9 | 76.7 | 0.01158 | до [11] | |||||||||
| 6 1 С г + | 24 610.8 | 46.3 | 0.01800 | до [11] | |||||||||
| 11 1 Σ ты + | 29 709.4 | 41.7 | 0.01623 | до [11] | |||||||||
| 10 1 Σ ты + | 29 339.2 | 35.0 | 0.016 85 | до [11] | |||||||||
| 9 1 Σ ты + | 28 689.9 | 43.6 | 0.01661 | до [11] | |||||||||
| 8 1 Σ ты + | 28 147.3 | 51.5 | 0.01588 | до [11] | |||||||||
| 7 1 Σ ты + | 27 716.8 | 44.5 | 0.01636 | до [11] | |||||||||
| 6 1 Σ ты + | 26 935.8 | 49.6 | 0.01341 | до [11] | |||||||||
| 5 1 Σ ты + | 26108.8 | 39 | 0.016 47 | 4.9 | [11] [15] | ||||||||
| 5 1 Π ты | 26131 | 4.95 | [15] | ||||||||||
| 4 1 Σ ты + | 24 800.8 | 10.7 | 0.00298 | до [11] | |||||||||
| 4 1 С г + | 20004.13 | 61.296 | 0.01643 | [11] | |||||||||
| 3 1 Σ ты + 5с+6с | 22 405.2 | 40.2 | 0.015 536 | [11] | |||||||||
| 3 1 Π ты = D 1 П у 5с + 6п | 22777.53 | 36.255 | 0.01837 | 5008.59 | 4,9 Å | [16] | |||||||
| 2 1 С г + | 13601.58 | 31.4884 | -0.01062 | 0.013430 | -0.0000018924 | 2963 | 5.4379 | [17] | |||||
| 2 1 Σ ты + 6 с +4 д | 5,5 (вибрация вызывает сильное растяжение) | [6] | |||||||||||
| 2 1 П ты = С 1 Π ты | 20 913.18 | 36.255 | 0.01837 | [11] | |||||||||
| 2 1 Πг | 22 084.9 | 30.6 | 0.01441 | [11] | |||||||||
| 1 1 ΔΔg | |||||||||||||
| 1 1 Π ты | |||||||||||||
| 1 1 Πг | 15510.28 | 22.202 | -0.1525 | 0.013525 | -0.0001209 | 1290 см −1 | 5.418 | [13] | |||||
| Б 1 Π ты 5 с +5 п | 14665.44 | 47.4316 | 0.1533 | 0.0060 | 0.01999 | 0.000070 | 1.4 | [3] | |||||
| А 1 Σ ты + 5 с +5 п | 10749.742 | 44.58 | 4,87368 Å | [14] | |||||||||
| Х 1 С г + 5 с +5 с | 12816 | 57.7467 | 0.1582 | 0.0015 | 0.02278 | 0.000047 | 1,5/3986 см −1 | 4.17 | [3] [17] |
Родственные виды
[ редактировать ]Димеры образуют и другие щелочные металлы: дилитий Li 2 , Na 2 , K 2 и Cs 2 . Тример рубидия также наблюдался на поверхности нанокапель гелия. Тример Rb 3 имеет форму равностороннего треугольника, длину связи 5,52 Å и энергию связи 929 см-1. −1 . [18]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Шпигельманн, Ф; Паволини, Д; Доди, J-P (28 августа 1989 г.). «Теоретическое исследование возбужденных состояний более тяжелых димеров щелочных металлов. II. Молекула Rb». Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика . 22 (16): 2465–2483. Бибкод : 1989JPhB...22.2465S . дои : 10.1088/0953-4075/22/16/005 . S2CID 250784871 .
- ^ Чейз, Миссури (1998). «Дирубидий» . webbook.nist.gov : 1–1951.
- ^ Jump up to: а б с Колдуэлл, CD; Энгельке, Ф.; Хейдж, Х. (декабрь 1980 г.). «Спектроскопия высокого разрешения в сверхзвуковых соплах: система полос Rb2 B 1Πu-X 1Σ+g». Химическая физика . 54 (1): 21–31. Бибкод : 1980CP.....54...21C . дои : 10.1016/0301-0104(80)80031-0 .
- ^ Ракица, М.; Пихлер, Г. (март 2008 г.). «Полосы фотоионизации молекулы рубидия». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 208 : 39–44. Бибкод : 2018JQSRT.208...39R . дои : 10.1016/j.jqsrt.2018.01.003 .
- ^ Jump up to: а б Морошкин П.; Хофер, А.; Ульзега, С.; Вайс, А. (7 сентября 2006 г.). «Спектроскопия димеров Rb2 в твердом теле». Физический обзор А. 74 (3): 032504. arXiv : физика/0606100 . Бибкод : 2006PhRvA..74c2504M . дои : 10.1103/PhysRevA.74.032504 . S2CID 53701950 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Хуанг, Ю; Ци, Дж; Печкис, Гонконг; Ван, Д; Эйлер, Э.Э.; Гулд, Польша; Стуэлли, WC (14 октября 2006 г.). «Образование, обнаружение и спектроскопия ультрахолодного Rb2 в основном состоянии X 1Σg». Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика . 39 (19): С857–С869. Бибкод : 2006JPhB...39S.857H . дои : 10.1088/0953-4075/39/19/S04 . S2CID 52970920 .
- ^ Морошкин П.; Хофер, А.; Ульзега, С.; Вайс, А. (7 сентября 2006 г.). «Спектроскопия димеров Rb 2 в твердом теле». 4 He». Physical Review A. 74 ( 3): 032504. arXiv : Physics/0606100 . Bibcode : 2006PhRvA..74c2504M . doi : 10.1103/PhysRevA.74.032504 . S2CID 53701950 .
- ^ Шор, Брюс В.; Дёмётёр, Пироска; Садурни, Эмерсон; Зюссманн, Георг; Шляйх, Вольфганг П. (27 января 2015 г.). «Рассеяние частицы с внутренней структурой из одной щели» . Новый журнал физики . 17 (1): 013046. Бибкод : 2015NJPh...17a3046S . дои : 10.1088/1367-2630/17/1/013046 . hdl : 1969.1/180938 .
- ^ Вдович, С.; Саркисян Д.; Пихлер, Г. (декабрь 2006 г.). «Спектр поглощения димеров рубидия и цезия компактным компьютерным спектрометром». Оптические коммуникации . 268 (1): 58–63. Бибкод : 2006OptCo.268...58В . дои : 10.1016/j.optcom.2006.06.070 .
- ^ Ян, Цзиньсинь; Гуань, Яфэй; Чжао, Вэй; Чжоу, Чжаоюй; Хан, Сяоминь; Ма, Цзе; Совков Владимир Борисович; Иванов Валерий С.; Ахмед, Эргин Х.; Лийра, А. Марьятта; Дай, Синкан (14 января 2016 г.). «Наблюдения и анализ с использованием сплайн-подхода Ридберга – Клейна – Риса для состояния 31Σg+ Rb2». Журнал химической физики . 144 (2): 024308. Бибкод : 2016JChPh.144b4308Y . дои : 10.1063/1.4939524 . ПМИД 26772572 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В Ястржебский, Влодзимеж; Ковальчик, Павел; Щепковский, Яцек; Аллуш, Абдул-Рахман; Крозе, Патрик; Росс, Аманда Дж. (28 июля 2015 г.). «Высоколежащие электронные состояния димера рубидия - предсказания и экспериментальное наблюдение состояний 51Σu+ и 5Π Rb с помощью спектроскопии поляризационной метки». Журнал химической физики . 143 (4): 044308. Бибкод : 2015JChPh.143d4308J . дои : 10.1063/1.4927225 . ПМИД 26233130 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Беллос, Массачусетс; Рамлоу, Д.; Каролло, Р.; Банерджи, Дж.; Дулье, О.; Гердес, А.; Эйлер, Э.Э.; Гулд, Польша; Стуэлли, WC (2011). «Образование ультрахолодных молекул Rb2 на уровне v'' = 0 состояния a3Σ+u посредством фотоассоциации с синей отстройкой к состоянию 13Πg». Физическая химия Химическая физика . 13 (42): 18880–18886. Бибкод : 2011PCCP...1318880B . дои : 10.1039/C1CP21383K . ПМИД 21909578 .
- ^ Jump up to: а б Амиот, К. (июль 1986 г.). «Электронное состояние Rb2 1 1Πg по данным лазерно-индуцированной флуоресцентной инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье». Молекулярная физика . 58 (4): 667–678. Бибкод : 1986МолФ..58..667А . дои : 10.1080/00268978600101491 .
- ^ Jump up to: а б Салями, Х.; Бергеман, Т.; Бесер, Б.; Бай, Дж.; Ахмед, Э.Х.; Коточигова С. ; Лийра, AM; Хюэннекенс, Дж.; Лисдат, К.; Столяров А.В.; Дулье, О.; Крозе, П.; Росс, Эй Джей (27 августа 2009 г.). «Спектроскопические наблюдения, спин-орбитальные функции и анализ возмущений связанных каналов данных о состояниях A1sigma + u и b3piu Rb2». Физический обзор А. 80 (2): 022515. Бибкод : 2009PhRvA..80b2515S . doi : 10.1103/PhysRevA.80.022515 .
- ^ Jump up to: а б Хавалёва И.; Пашов А.; Ковальчик, П.; Щепковски Дж.; Ястржебский, В. (ноябрь 2017 г.). «Связанная система электронных состояний (5)1sigmau+ и (5)1 Π u в Rb 2». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 202 : 328–334. Бибкод : 2017JQSRT.202..328H . дои : 10.1016/j.jqsrt.2017.08.011 .
- ^ Ястржебский, В.; Ковальчик, П. (декабрь 2016 г.). «Кривая потенциальной энергии состояния D (3) 1Π u в димере рубидия по данным спектроскопических измерений». Журнал молекулярной спектроскопии . 330 : 96–100. Бибкод : 2016JMoSp.330...96J . дои : 10.1016/j.jms.2016.06.010 .
- ^ Jump up to: а б Амиот, К.; Вержес, Дж. (май 1987 г.). «Электронное состояние Rb2 21Σ+g по данным лазерно-индуцированной флуоресцентной инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье». Молекулярная физика . 61 (1): 51–63. Бибкод : 1987МолФ..61...51А . дои : 10.1080/00268978700100981 .
- ^ Нагль, Иоганн; Обек, Джеральд; Хаузер, Андреас В.; Аллард, Оливье; Каллегари, Карло; Эрнст, Вольфганг Э. (13 февраля 2008 г.). «Гетероядерные и гомоядерные высокоспиновые щелочные тримеры на гелиевых нанокаплях». Письма о физических отзывах . 100 (6): 063001. Бибкод : 2008PhRvL.100f3001N . doi : 10.1103/PhysRevLett.100.063001 . ПМИД 18352466 .