Диаргон
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена димер аргона | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
ПабХим CID | |
| Характеристики | |
| Ар 2 | |
| Молярная масса | 79.896 g·mol −1 |
| Появление | прозрачный газ |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Диаргон или димер аргона представляет собой молекулу , содержащую два аргона атома . Обычно они очень слабо связаны силами Ван-дер-Ваальса ( молекула Ван-дер-Ваальса ). Однако в возбужденном или ионизированном состоянии два атома могут быть более тесно связаны друг с другом со значительными спектральными особенностями. При криогенных температурах газообразный аргон может содержать несколько процентов молекул диагона. [1]
Теория
[ редактировать ]
Два атома аргона притягиваются силами Ван-дер-Ваальса, когда находятся далеко друг от друга. Когда они находятся близко, электростатические силы отталкивают их. Существует точка баланса, где сила Ван-дер-Ваальса совпадает с противодействующей силой отталкивания, где энергия минимальна, что представлено впадиной на графике зависимости энергии взаимодействия от расстояния. Это расстояние является основным состоянием невозбужденного димера аргона. В колеблющейся молекуле расстояние между атомами прыгает вперед и назад от одной стороны желоба к другой. Более быстрые вибрации поднимут состояние на более высокие уровни энергетической впадины. Если вибрация слишком велика, молекула распадется. Во вращающейся молекуле центробежная сила раздвигает атомы, но ее все же можно преодолеть силой притяжения. Но если вращение слишком сильное, атомы распадаются.
Характеристики
[ редактировать ]Энергия ионизации нейтральной молекулы равна 14,4558 эВ (или 116593 см-1). −1 ). [2]
Энергия диссоциации нейтрального Ar 2 в основном состоянии равна 98,7 см-1. −1 [3] что в сотни раз слабее, чем у типичных молекул. [1] Энергия диссоциации Ar 2 + составляет 1,3144 эВ или 10601 см −1 . [4]
Молекула Ar 2 может существовать в ряде различных колебательных и вращательных состояний. Если молекула не вращается, существует восемь различных состояний вибрации. Но если молекула вращается быстро, вибрация с большей вероятностью разобьет ее, а на 30-м вращательном уровне существуют только два стабильных и одно метастабильное состояние вибрации. В совокупности имеется 170 различных стабильных возможностей. В метастабильных состояниях энергия будет высвобождаться, если молекула распадается на два отдельных атома, но для преодоления притяжения между атомами требуется некоторая дополнительная энергия. Квантовое туннелирование может привести к распаду молекулы без дополнительной энергии. Однако это требует времени, которое может варьироваться от 10 −11 секунд до нескольких столетий. [1] Столкновение молекул друг с другом также приводит к распаду молекул Ван-дер-Ваальса. В стандартных условиях это занимает всего около 100 пикосекунд . [1]
Возбужденные состояния
[ редактировать ]Нейтральный
[ редактировать ]99,6% изотопов аргона являются 40 Ar, поэтому спектр, наблюдаемый в димере природного аргона, будет обусловлен 40 С 40 Ар изотопомер . [5] В следующей таблице перечислены различные возбужденные состояния. [6]
| 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ЧАС | 112033.9 | ||||||||||||
| Г | 110930.9 | ||||||||||||
| Ф 0 + г | 108492.2 | ||||||||||||
| И | 107330 | ||||||||||||
| Д | 106029.5 | ||||||||||||
| С 0 + г | 95050.7 | ||||||||||||
| Б 1 Σ ты + 0 + г | 93241.26 | ||||||||||||
| А 3 С 2у + 1 ты | 92393.3 | ||||||||||||
| Х 1 С г + | 31.92 | 3.31 | 0.11 | 0.060 | 0.004 | 76.9 | 3.8 | [1] [5] |
Катион
[ редактировать ]| Параметр | расставаться | 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Д 2 С 1/2у + | С 1 С 0 + Ар +2 П 1/2 | |||||||||||||
| С 2 П 1/2у | С 1 С 0 + Ар +2 П 1/2 | 128 004 | 58.9 | 1.4 | 622 см −1 | [7] | ||||||||
| Б 2 Π 1/2г | С 1 С 0 + Ар +2 П 3/2 | |||||||||||||
| С 2 П 3/2у | С 1 С 0 + Ар +2 П 3/2 | 126884 | 311 см −1 | [7] | ||||||||||
| Б 2 П 3/2г + | С 1 С 0 + Ар +2 П 3/2 | 0,104 эВ | [3] | |||||||||||
| А 2 С 1/2у + | С 1 С 0 + Ар +2 П 3/2 | 116591 | 307.0 | 2.05 | 622 см −1 ?1,361 эВ | [3] [4] [7] |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Юинг, Джордж Э. (июнь 1975 г.). «Структура и свойства молекул Ван-дер-Ваальса». Отчеты о химических исследованиях . 8 (6): 185–192. дои : 10.1021/ar50090a001 .
- ^ Демер, премьер-министр; Пратт, ST (15 января 1982 г.). «Фотоионизация кластеров аргона». Журнал химической физики . 76 (2): 843–853. Бибкод : 1982ЖЧФ..76..843Д . дои : 10.1063/1.443056 .
- ^ Jump up to: а б с Прадип, Т.; Ню, Б.; Ширли, Д.А. (апрель 1993 г.). «Возврат к фотоэлектронной спектроскопии димеров инертных газов: фотоэлектронный спектр с колебательным разрешением димера аргона» (PDF) . Журнал химической физики . 98 (7): 5269–5275. Бибкод : 1993JChPh..98.5269P . дои : 10.1063/1.464926 . S2CID 96815402 .
- ^ Jump up to: а б Синьорель, Р.; Вюэст, А.; Меркт, Ф. (22 декабря 1997 г.). «Первый адиабатический потенциал ионизации Ar2» . Журнал химической физики . 107 (24): 10819–10822. Бибкод : 1997JChPh.10710819S . дои : 10.1063/1.474199 .
- ^ Jump up to: а б Докен, Кейт К.; Шафер, Труди П. (июнь 1973 г.). «Спектроскопическая информация об основном состоянии Ar2, Kr2 и Xe2 из межатомных потенциалов». Журнал молекулярной спектроскопии . 46 (3): 454–459. Бибкод : 1973JMoSp..46..454D . дои : 10.1016/0022-2852(73)90057-X .
- ^ «Димер аргона» . Стандартная справочная база данных NIST 69: Интернет-книга NIST по химии . Проверено 19 февраля 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с Синьорель, Р.; Меркт, Ф. (8 декабря 1998 г.). «Первые электронные состояния Ar2+, изученные методом фотоэлектронной спектроскопии высокого разрешения». Журнал химической физики . 109 (22): 9762–9771. Бибкод : 1998JChPh.109.9762S . дои : 10.1063/1.477646 .
Дополнительные ссылки
[ редактировать ] | этот « Дальнейшая литература раздел Возможно, » нуждается в очистке . ( Октябрь 2020 г. ) |
- Парсон, Дж. М.; Сиска, ЧП; Ли, Ю.Т., Межмолекулярные потенциалы по результатам измерений дифференциального упругого рассеяния скрещенными лучами. IV. Ar + Ar, J. Chem. Физ., 1972, 56, 1511.
- Лерой, Р.Дж., Улучшенная спектроскопическая энергия диссоциации для основного состояния Ar2, J. Chem. Физ., 1972, 57, 573.
- Настоящее время, Р.Д., Диаметр столкновения и глубина взаимодействия Ar-Ar, J. Chem. Физ., 1973, 58, 2659.
- Уилкинсон, П.Г., Спектр поглощения аргона в области 1070–1135 Å, Can. J. Phys., 1968, 46, 315.
- Танака, Ю.; Ёсино, К., Спектр поглощения молекулы аргона в вакуумно-УФ области, J. Chem. Физ., 1970, 53, 2012.
- Колборн, Э.А.; Дуглас А.Е. Спектр и потенциальная кривая основного состояния Ar2, J. Chem. Физ., 1976, 65, 1741.
- Хаффман, Р.Э.; Ларраби, Джей Си; Танака Ю. Источники света из редкого газового континуума для фотоэлектрического сканирования в вакуумном ультрафиолете // Прикл. Опт., 1965, 4, 1581.
- Уилкинсон П.Г. Механизм континуума эмиссии аргона в вакуумном ультрафиолете. Я могу. J. Phys., 1967, 45, 1715.
- Танака, Ю., Спектры непрерывного излучения инертных газов в вакуумной ультрафиолетовой области, J. Opt. Соц. Ам., 1955, 45, 710.
- Стриклер, Т.Д.; Аракава, Э.Т., Оптическая эмиссия аргона, возбужденная альфа-частицами: исследования гашения, J. Chem. Физ., 1964, 41, 1783.
- Верховцева, Е.Т.; Фогель, Я.М.; Осыка В. С. О непрерывных спектрах инертных газов в вакуумно-ультрафиолетовой области, полученных с помощью газоструйного источника, Опт. Спектроск. англ. Пер., 1968, 25, 238, в оригинале 440.
- Херст, Г.С.; Бортнер, Т.Э.; Стриклер Т.Д. Протонное возбуждение атома аргона // Физ. преп., 1969, 178, 4.
- Танака, Ю.; Юрса, А.С.; ЛеБлан, Ф.Дж., Спектры непрерывного излучения инертных газов в вакуумной ультрафиолетовой области. II. Неон и гелий, J. Opt. Соц. Am., 1958, 48, 304. Майклсон, Р.К.; Смит, А.Л., Потенциальные кривые эмиссионных континуумов. IV. Верхнее состояние вакуумных УФ-соединений Ar2, J. Chem. Физ., 1974, 61, 2566. [все данные]
- Морган, CE; Фроммхольд, Л., Спектры комбинационного рассеяния димеров Ван-дер-Ваальса в аргоне, Phys. Преподобный Летт., 1972, 29, 1053.
- Фроммхольд, Л.; Бейн Р., Комментарии относительно «спектров комбинационного рассеяния димеров Ван-дер-Ваальса в аргоне», J. Chem. Физ., 1975, 63, 1700.
- Каваллини, М.; Галлинаро, Дж.; Менегетти, Л.; Скоулз, Г.; Вальбуса У. Радужное рассеяние и межмолекулярный потенциал аргона. Chem. Физ. Летт., 1970, 7, 303.
- Баркер, Дж.А.; Фишер, РА; Уоттс, Р.О., Жидкий аргон: Монте-Карло и расчеты молекулярной динамики, Мол. Физ., 1971, 21, 657.
- Мейтленд, Греция; Смит, Э.Б., Межмолекулярный парный потенциал аргона, Мол. Физ., 1971, 22, 861.
- Настоящее время, Р.Д., Диаметр столкновения и глубина взаимодействия Ar-Ar, J. Chem. Физ., 1973, 58, 2659.
- Фотоионизация Ar2 при высоком разрешении. Журнал химической физики 76, 1263 (1982); https://doi.org/10.1063/1.443144 Демер
- спектр от 800 до 850Å
- Кривая парной потенциальной энергии ab initio для пары атомов аргона и теплофизические свойства разбавленного газа аргона. II. Теплофизические свойства аргона низкой плотности Экхард Фогель, Бенджамин Йегер, Роберт Хеллманн и Экард Бич Страницы 3335–3352 Опубликовано 7 октября 2010 г. https://doi.org/10.1080/00268976.2010.507557 (будем использовать формулу и нарисовать график)
- Точный потенциал ab initio для димера аргона, включая высокоотталкивающую область. Конрад Патковский, Гарольд Мурдачаев, Ченг-Минг Фу и Кшиштоф Салевич. Страницы 2031–2045. Принято 12 сентября 2004 г., опубликовано в Интернете: 21 февраля 2007 г. https://doi.org/10.1080/002689705001302 41
- Спектр и потенциальная кривая основного состояния Ar2. Журнал химической физики 65, 1741 (1976); https://doi.org/10.1063/1.433319 Э.А. Колборн и А.Э. Дуглас
- Межмолекулярный парный потенциал аргона Г. С. Мейтленд и Э. Б. Смит Страницы 861–868 | Поступило 27 октября 1971 г. https://doi.org/10.1080/00268977100103181 Молекулярная физика. Международный журнал на стыке химии и физики, том 22, 1971 г. - выпуск 5.
- Журнал химической физики > Том 61, выпуск 8. Интерпретация спектров комбинационного рассеяния димеров Ван-дер-Ваальса в аргоне. Журнал химической физики 61, 2996 (1974); https://doi.org/10.1063/1.1682453 Лотар Фроммхольд
- Том 23, выпуск 5, май 1980 г., страницы 499–502. Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения. О потенциальной функции Хульбурта-Хиршфельдера для молекулы Ar2 Свадеш Кумар Гошал; Санкар Сенгупта https://doi.org/10.1016/0022-4073(80)90052-7
- Том 71, Выпуск 4 > 10.1063/1.438529 Спектр излучения димеров инертных газов в вакуумной УФ-области. II. Вращательный анализ зонной системы I Ar2. Журнал химической физики 71, 1780 (1979); https://doi.org/10.1063/1.438529 Д.Э. Фриман, К. Ёсино и Ю. Танакам (1073,5–1081,5 Å)
- Изображение структуры димера, тримера и тетрамера аргона и неона Б. Ульрих, А. Фреденборг, А. Малакзаде†, Л. Ф. Х. Шмидт, Т. Хавермайер, М. Меккель†, К. Коул, М. Смолярский‡, З. Чанг, Т. Янке и Р. Дёрнер J. Phys. хим. A, 2011, 115 (25), стр. 6936–6941. DOI: 10.1021/jp1121245 http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.661.7525&rep=rep1&type=pdf .
- Экспериментальные доказательства существования двух каналов распада при ионизации и фрагментации димера аргона электронным ударом Элиас Джаббур Аль Маалуф1, Сюэгуан Рен2,3, Александр Дорн2 и Стефан Денифль Журнал физики: серия конференций, том 635, Лептон – молекула и малый кластер http:// iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/635/7/072062/pdf
- Комбинационное исследование димеров аргона при сверхзвуковом расширении. I. Спектроскопия HP Годфрид и Исаак Ф. Сильвера Phys. Ред. A 27, 3008 г. – опубликовано 1 июня 1983 г. https://pure.uva.nl/ws/files/2168366/46711_214418y.pdf https://doi.org/10.1103/PhysRevA.27.3008
- Наблюдение диссоциативной рекомбинации Ne+2 и Ar+2 непосредственно в основное состояние образующихся атомов Г.Б. Рамос, М. Шламковиц, Дж. Шелдон, К.А. Харди и Дж.Р. Петерсон Phys. Ред. A 51, 2945 г. – опубликовано 1 апреля 1995 г. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.51.2945.
- Исследования диссоциативной рекомбинации Ar+2 методом времяпролетной спектроскопии Г.Б. Рамос, М. Шламковиц, Дж. Шелдон, К. Харди и Дж. Р. Петерсон Phys. Ред. A 52, 4556 – опубликовано 1 декабря 1995 г. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.52.4556.