Гидрид позитрония
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Гидрид позитрония | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| Характеристики | |
| ПсХ | |
| Молярная масса | 1.00794 [1] |
| Появление | Может быть, газ |
| Структура | |
| Двухатомная молекула [2] | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Гидрид позитрония или позитрид водорода [3] — это экзотическая молекула, состоящая из атома водорода связанного с экзотическим атомом позитрония , (то есть комбинации электрона и позитрона). Его формула — PsH . Его существование было предсказано в 1951 году А. Оре, [4] и впоследствии изучался теоретически, но не наблюдался до 1990 года. Р. Пареха и Р. Гонсалес из Мадрида захватили позитроний в насыщенные водородом кристаллы магнезии . Ловушку изготовил Йок Чен из Национальной лаборатории Ок-Ридж . [5] В этом эксперименте позитроны были термализованы , чтобы они не двигались с высокой скоростью, а затем вступили в реакцию с H. − ионы в кристалле. [6] В 1992 году он был создан в результате эксперимента, проведенного Дэвидом М. Шрейдером, Ф.М. Якобсеном и другими в Орхусском университете в Дании . Исследователи создали молекулы гидрида позитрония, интенсивные всплески позитронов выпуская в метан , который имеет самую высокую плотность атомов водорода. При замедлении позитроны захватывались обычными электронами с образованием атомов позитрония, которые затем вступали в реакцию с атомами водорода метана. [7]
Разлагаться
[ редактировать ]PsH состоит из одного протона, двух электронов и одного позитрона. Энергия связи составляет 1,1 ± 0,2 эВ . Время жизни молекулы составляет 0,65 наносекунды . Время жизни дейтерида позитрония неотличимо от нормального гидрида. [6]
Распад позитрония легко наблюдать, обнаружив два фотона гамма-излучения с энергией 511 кэВ, испускаемые при распаде. Энергия фотонов позитрония должна незначительно отличаться на величину энергии связи молекулы. Однако этого пока не обнаружено. [3]
Характеристики
[ редактировать ]Структура PsH представляет собой двухатомную молекулу с химической связью между двумя положительно заряженными центрами. Электроны более сконцентрированы вокруг протона. [2] Прогнозирование свойств PsH — это кулоновская задача четырех тел. По расчетам стохастического вариационного метода, размер молекулы больше, чем у диводорода , длина связи которого составляет 0,7413 Å . [8] В PsH позитрон и протон разделены в среднем на 3,66 a 0 (1,94 Å). Позитроний в молекуле разбухает по сравнению с атомом позитрония, увеличиваясь до 3,48 а 0 по сравнению с 3 а 0 . Среднее расстояние электронов от протона больше, чем у молекулы диводорода, при 2,31 а0 с максимальной плотностью при 2,8 а.е. [3]
Формирование
[ редактировать ]Из-за его короткого времени жизни установление химического состава гидрида позитрония представляет трудности. Теоретические расчеты могут предсказать результаты. Один из методов образования - реакция гидридов щелочных металлов с позитронами. Предполагается, что молекулы с дипольным моментом более 1,625 дебаев будут притягивать и удерживать позитроны в связанном состоянии. Модель Кроуфорда предсказывает этот захват позитрона. В случае молекул гидрида лития , гидрида натрия и гидрида калия этот аддукт разлагается с образованием гидрида позитрония и положительных ионов щелочи. [9]
- М + ЧАС − + и + → ПшХ + М +
Подобные соединения
[ редактировать ]ПсХ — простое экзотическое соединение . Другие соединения позитрония возможны по реакциям e + + АВ → ПсА + Б + . [10] Другими веществами, содержащими позитроний, являются дипозитроний и ион Ps. − с двумя электронами. Молекулы Ps с нормальным веществом включают галогениды и цианиды. [2]
Антигидрид позитрония (Ps H ) содержит антиводород вместо водорода . Его можно получить в виде антигидрид-иона ( H + ) реагирует с позитронием (Ps)
- ЧАС + + Ps → Ps H + e +
В эксперименте GBAR используется аналогичная реакция H + Ps → H. + + и − который не может производить антигидрид позитрония, так как остается слишком много энергии, чтобы антигидрид позитрония был стабильным. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «гидрид позитрония» . ebi.ac.uk. Архивировано из оригинала 3 апреля 2018 г. Проверено 21 июля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с Сайто, Сиро Л. (2000). «Является ли гидрид позитрония атомом или молекулой?». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях Б . 171 (1–2): 60–66. Бибкод : 2000НИМПБ.171...60С . дои : 10.1016/s0168-583x(00)00005-7 .
- ^ Jump up to: а б с Усукура, Дж.; К. Варга; Ю. Сузуки (22 апреля 1998 г.). «Признак существования молекулы позитрония». Физический обзор А. 58 (3): 1918. arXiv : Physics/9804023 . Бибкод : 1998PhRvA..58.1918U . doi : 10.1103/PhysRevA.58.1918 . S2CID 11941483 .
- ^ Усукура, Дж.; Варга, К.; Сузуки, Ю. (1998). «Признак существования молекулы позитрония». Физический обзор А. 58 (3): 1918. arXiv : Physics/9804023 . Бибкод : 1998PhRvA..58.1918U . doi : 10.1103/PhysRevA.58.1918 . S2CID 11941483 .
- ^ «Достижения за 1992 финансовый год: обнаружены «не от мира сего» химические соединения» (PDF) . п. 9.
- ^ Jump up to: а б Монж, Массачусетс; Р. Пареха; Р. Гонсалес; Ю. Чен (1996). «Дейтерид и гидрид позитрония в кристаллах MgO» . Журнал радиоаналитической и ядерной химии . 211 (1): 23–29. дои : 10.1007/BF02036251 . ISSN 0236-5731 . S2CID 96576192 .
- ^ Шредер, Д.М.; Джейкобсон, Финн М.; Нильс-Петер, Нильс-Петер; Миккельсен, Ульрик (1992). «Образование гидрида позитрония». Письма о физических отзывах . 69 (1): 57–60. Бибкод : 1992PhRvL..69...57S . дои : 10.1103/PhysRevLett.69.57 . ПМИД 10046188 .
- ^ «Длины связей и энтальпии диссоциации двухатомных молекул» . Таблицы физических и химических констант Национальной физической лаборатории Кэя и Лаби.
- ^ Оямада, Такаюки; Масанори Тачикава (2014). «Многокомпонентное молекулярно-орбитальное исследование присоединения позитронов к молекулам гидридов щелочных металлов: природа химической связи и пределы диссоциации [LiH; e+]». Европейский физический журнал Д. 68 (8): 231. Бибкод : 2014EPJD...68..231O . дои : 10.1140/epjd/e2014-40708-4 . ISSN 1434-6060 . S2CID 119703798 .
- ^ Шрейдер, DM (1992). «Образование гидрида позитрония при столкновениях позитронов с молекулярным водородом». Теоретика Химика Акта . 82 (5): 425–434. дои : 10.1007/BF01113943 . ISSN 0040-5744 . S2CID 95698790 .
- ^ Фрёлих, Петр (30 июля 2023 г.). Образование молекул антигидрида построния при низкоэнергетических пятичастичных столкновениях . 25-я Европейская конференция по задачам малого числа тел в физике.
Дополнительное чтение
[ редактировать ]- Чжан, И; Ян, Го-Ань (25 марта 2024 г.). «Двукратно возбужденные состояния P-волны гидрида позитрония». Международный журнал теоретической физики . 63 (3): 80. Бибкод : 2024IJTP...63...80Z . doi : 10.1007/s10773-024-05596-w .
- Масуд, Ирадж; Мунир, С. Заяд; Аслам, М. Джамиль (25 марта 2024 г.). «Вклад различных спиновых конфигураций в безызлучательный распад PsH». Физический обзор А. 109 (3): 032820. Бибкод : 2024PhRvA.109c2820M . дои : 10.1103/PhysRevA.109.032820 .